Cdma電信系統的高數據率輔助信道的製作方法
2023-05-27 11:24:06 1
專利名稱：Cdma電信系統的高數據率輔助信道的製作方法
背景技術：
I.發明領域本發明涉及無線電信，更具體地說，本發明涉及一種實現高傳輸率空中接口的新穎和改進方法。
II.現有技術的描述電信工業協會(TIA)的IS-95標準及其衍生標準，如IS-95A和ANSI J-STD-008(這裡通稱為IS-95)限定了適合於實現高效寬帶的數字蜂窩電話系統的空中接口。至此，IS-95提供了一種建立多個射頻(RF)話務信道的方法，每個信道具有最高達每秒14.4千比特的數據傳輸率。話務信道能夠被用於傳輸語音電話或者用於傳輸包括小文件傳送。電子郵件和傳真的數字數據通信。
雖然每秒14.4千比特適用於較低數據率的這些應用類型，但是，諸如全球網和電視會議的更大數據量應用的越來越普及已經產生對更高傳輸率的需求。為了滿足這一新的需求，本發明就是為了提供一種具有更高傳輸率能力的空中接口。
圖1示出一個高度簡化的數字蜂窩電話系統，它是以與採用IS-95相一致的方式配置的。在操作期間，電話呼叫和其它通信是通過利用RF信號在用戶單元10與基地臺12之間交換數據進行的。通過基地臺控制器(BSC)14和移動交換中心(MSC)16能夠進一步進行從基地臺12到公共交換電話網(PSTN)18或是到另一個用戶單元10的通信。BSC14和MSC16通常提供移動性控制、呼叫處理和呼叫選路由功能。
在一個IS-95順應性系統中，在用戶單元10與基地臺12之間交換的RF信號是按照碼分多址(CDMA)信號處理技術進行處理的。CDMA信號處理技術的使用允許相鄰基地臺12使用相同的RF帶寬，當與使用的發射功率控制相組合時，它使IS-95的帶寬比其它蜂窩電話系統的更有效。
CDMA處理被認為一種「擴展頻譜」技術，因為在比非擴展頻譜系統通常所使用的RF帶寬更寬的帶寬範圍上對CDMA信號進行擴頻。IS-95系統的擴頻帶寬為1.2288MHz。在題目為「CDMA蜂窩電話系統中產生信號波形的系統和方法」的第5,103,450號美國專利中描述了一種基本上按照IS-95配置的基於CDMA的數字無線電信系統，該專利已轉讓給本發明的受讓人，這裡將其引作參考。
據預計，對更高傳輸率的需求正向鏈路比反向鏈路更大，因為通常的用戶期望接收比他或她產生的更多的數據。正向鏈路信號是從基地臺12發射到一個或多個用戶單元10的RF信號。反向鏈路信號是從用戶單元10發射到基地臺12的RF信號。
圖2示出與IS-95正向鏈路話務信道相關的信號處理，這是一部分的IS-95正向鏈路信號。正向鏈路話務信號被用於把用戶數據從基地臺12傳輸到一個特定用戶單元10。在正常操作期間，基地臺12產生多個正向鏈路話務信道，其中每個信道被用於與一個特定用戶單元10的通信。此外，基地臺12產生各種控制信道，包括導頻信道、同步信道和尋呼信道。正向鏈路信號是話務信道和控制信道之和。
正如圖2所示，用戶數據在節點30輸入並以20毫秒(ms)的塊(被稱為幀)作處理。每一幀中的數據量可以是四個值中的一個，每一個較低值約為下一個較高值的一半。此外，可以採用兩組可能的幀尺寸，將它們稱為速率組1和速率組2。
對於速率組2，包含在最大，即「全速率」幀中的數據量對應於13.35kbit/s傳輸率。對於速率組1，包含在全速率幀中的數據量對應於8.6kbit/s傳輸率。較小尺寸的幀被稱為二分之一速率、四分之一速率和八分之一速率幀。各種幀速率被用於調節在正常會話期間經歷的語音活動的變化。
CRC發生器36增加CRC數據，CRC數據的量是根據幀尺寸和速率組產生的。尾字節發生器40把已知邏輯狀態的8個尾位增加到每個幀上，在解碼過程期間產生幫助。對於全速率幀，尾位和CRC位的數目使傳輸率對於速率組1和速率組2最高達到9.6和14.4kbit/s。
編碼器42對來自尾字節發生器40的數據進行卷積編碼，產生代碼符號44。進行速率1/2、約束長度(K)9的編碼。
對於速率組2的幀，截斷48去除每6個代碼符號中的2個，這可以使進行的編碼有效地降低到速率2/3。因此，在截斷48的輸出上，對於速率組1和速率組2二者的全速率幀，代碼符號是以19.2千符號每秒(ksps)產生的。
塊交織器50在每個幀上進行塊交織，用來自沃爾什(Walsh)代碼發生器54的Walsh信道代碼對已交織的代碼符號進行調製，對於每個代碼符號產生64個Walsh符號。從64個Walsh信道代碼的組中選擇一個特定的Walsh信道代碼Wi，通常在特定用戶單元10與基地臺12之間接口的持續時間內被使用。
然後對Walsh符號進行複製，用來自擴展代碼發生器52的同相PN擴展代碼(PNI)對一個複製符號進行調製，用來自擴展代碼發生器53的正交相位PN擴展代碼(PNQ)對另一個複製符號進行調製。然後由LPF 58對同相數據進行低通濾波並用同相正向載波信號對其進行調製。同樣，由LPF 60對正交相數據進行低通濾波並用正交相正向載波對其進行調製。然後，將兩個已調製的載波信號相加，形成信號s(t)，作為正向鏈路信號而發射。
發明概要本發明是一種實現高傳輸率空中接口的新穎和改進方法。發射系統提供一個同相信道組和一個正交相信道組。同相信道組用於提供正交的中等速率控制信道和話務信道的一個完整組。正交相信道組用於提供一個高速率輔助信道和一個彼此相互正交以及與原中等速率信道正交的中等速率信道擴充組。高速率輔助信道是利用一個簡訊道代碼在一組中等速率信道上產生的。中等速率信道是利用一組長信道代碼產生的。
附圖簡述從以下結合附圖給出的詳細描述中，本發明的特徵、目的和優點將更加清楚，在整個附圖中相同的參考字符有相應的表示，其中圖1是蜂窩式電話系統的方框圖。
圖2是與IS-95標準相關的正向鏈路信號處理的方框圖。
圖3是按照本發明一個實施例配置的發射系統的方框圖。
圖4是在本發明一個較佳實施例中採用的64-符號Walsh代碼和相關指數的集合的表。
圖5是按照本發明一個實施例進行的信道編碼的方框圖。
圖6是按照本發明一個實施例配置的接收系統的方框圖。
圖7是按照本發明一個實施例配置的解碼系統的方框圖。
較佳實施例的詳細描述圖3是以與使用本發明相一致的方式配置的發射系統的方框圖。通常，發射系統用於在蜂窩電話系統中產生正向鏈路信號，因此被裝入基地臺12中。在圖所示的示範配置中，發射系統產生正向鏈路信號，它包括IS-95、中等速率、信道以及一個高速輔助信道的完整組。另外，在所描述的實施例中，提供一組擴充IS-95信道。本發明的另一些實施例則能夠提供一個以上高速輔助信道，或者不提供附加的IS-95信道組，或者二者兼之。此外，雖然提供IS-95信道是較佳的，但是本發明的其它實施例可以採用其它信道類型和處理協議。
在提供的示範實施例中，發射系統提供一個同相信道組90和一個正交相信道組92。同相信道組90用於提供正交IS-95控制和話務信道的完整組。正交信號在經相同路徑發射時不會相互幹擾。正交相信道組92用於提供一個高速率輔助信道和一組擴充的IS-95信道，它們彼此之間以及與原IS-95信道相互正交。在本發明的較佳實施例中，圖3中所示的所有信號和數據是由分別對應於邏輯低和邏輯高的二進位數字數據或電壓所表示的正和負整數值形成的。
對於同相信道組90，IS-95控制信道系統100執行與標準IS-95控制信道之一相關的各種功能，包括編碼和交織，在這裡引作參考的IS-95中描述了其處理。在這種情況中，由於採用Walsh1信道代碼，處理將按照對尋呼信道的使用進行。乘法器104用Walsh1發生器102的Walsh代碼對由IS-95控制信道系統100產生的代碼符號進行調製。Walsh發生器102用於產生正交的同相信道。
Walsh發生器102從一組指數0至63的Walsh代碼(Walsh0-63)中重複地產生指數1的Walsh代碼(Walsh1)。圖4是在本發明較佳實施例中使用的64-符號Walsh代碼和相關指數的集合的表。Walsh碼片對應於一個Walsh符號，0的Walsh碼片值對應於正(+)整數，而1的Walsh碼片值對應於負(-)整數。在IS-95下，Walsh1代碼對應於尋呼信道。通過用Walsh1代碼調製而產生的Walsh符號由信道增益108(2)作增益調節。
導頻信道是利用信道增益108(1)對正1值的增益調節而產生的。對於導頻信道未按照IS-95進行編碼，因為導頻信道所採用的Walsh0代碼總是+1值，因此等效於完全不調製。
以類似的方式利用附加的IS-95控制信道系統、附加的Walsh發生器和附加的信道增益(全部未示出)產生附加的控制信道。這樣的控制信道包括一個同步信道，它用Walsh32代碼進行調製。在IS-95中描述了與每一種類型的IS-95控制信道相關的處理。
用IS-95話務信道系統110示出了與同相信道組中IS-95話務信道之一相關的處理，它執行與IS-95話務信道相關的各種功能，包括如上所述的卷積編碼和交織，以19.2千符號每秒產生符號序列。乘法器114用Walsh63發生器112的64符號Walsh63代碼對IS-95話務信道系統110的代碼符號進行調製，以1.2288兆符號每秒產生符號序列。由增益調節108(64)對來自乘法器114的Walsh符號作增益調節。
加法器120對包括增益調節108(1)-(64)的所有增益調節的輸出求和，產生同相數據D1。每個增益調節108增大或減小與其相關的特定信道的增益。增益調節可以響應於各種因素(包括來自用戶單元10的處理相關信道的功率控制命令)或者響應於在該信道上正在發射的數據類型的差別而進行。通過將每個信道的發射功率維持在正常通信所需的最小水平上，可降低幹擾和增大總的發射容量。在本發明的一個實施例中，增益調節108是通過能夠採用微處理器形式的控制系統(未示出)配置的。
在正交相信道組92中，利用IS-95信道系統124提供一組擴充的64-2NIS-95話務信道。N是一個基於分配給輔助信道的Walsh信道的數目的整數值，下面將作更詳細的描述。乘法器128用Walsh發生器126的Walsh代碼對IS-95信道系統124(2)-(64-2N)的每個代碼符號進行調製，IS-95話務信道系統124(1)除外，它被置於Walsh0信道上，因此不需要調製。
為了提供高速率輔助信道，輔助信道系統132以速率RS產生代碼符號，它是全速率IS-95話務信道速率的2N倍。利用乘法器140用來自補充Walsh代碼發生器134的一個補充Walsh代碼(Walshs)對每個代碼符號進行調製。乘法器140的輸出由增益調節130作增益調節。一組增益調節130的輸出由加法器150求和，產生正交相數據DQ。應當明白，這組擴充的IS-95話務信道能夠完全地或者部分地被一個或多個附加的輔助信道所替代。
下面將更詳細地描述由輔助信道系統132進行的處理。由補充Walsh代碼發生器134產生的Walshs代碼依賴於分配給正交相信道組92中高速率輔助信道的Walsh代碼的數目。在本發明的較佳實施例中，分配給高速率輔助信道的Walsh信道的數目可以是任何值2N，這裡N＝{2、3、4、5和6}。Walshs代碼是64/2N符號長度而不是IS-95 Walsh代碼所使用的64符號。為了使高速率輔助信道與具有64-符號Walsh代碼的其它正交相信道相正交，具有64-符號Walsh代碼的可能的64正交相信道中的2N不能被用於其它的正交相信道。表I提供N的每個值的可能Walshs代碼和相應的所分配64-符號Walsh代碼組的表。
表I
+和-表示正或負整數值，這裡較佳的整數是1。顯然，在每個Walshs代碼v中Walsh符號的數目隨N變化而變化，在所有的情況下都小於IS-95信道代碼中符號的數目。因此，輔助信道是利用較短Walsh信道代碼形成的，IS-95信道是利用較長Walsh信道代碼形成的。不管Walshs代碼的長度如何，在所述的本發明實施例中，以每秒1.2288兆碼片(Mcps)的速率施加符號。因此，較短長度的Walshs更經常地被重複。
數據信道DI和DQ，分別作為第一實數和虛數項與擴展代碼PNI和PNQ，分別作為第二實數和虛數項複數相乘，得出同相(即實數)項XI和正交相(即虛數)項XQ。擴展代碼PNI和PNQ是由擴展代碼發生器152和154產生的。擴展代碼PNI和PNQ是以1.2288 Mcps施加的。方程式(1)給出進行的複數相乘。
(XI+XQ)＝(DI+jDQ)(PNI+jPNQ)(1)然後，同相項XI被低通濾波為1.2288MHz帶寬(未示出)並通過與同相載波COS(ωct)相乘被上變頻。同樣，正交相項XQ被低通濾波為1.2288MHz帶寬(未示出)並通過與正交相載波SIN(ωct)相乘被上變頻。將已上變頻的XI和XQ項求和，產生正向鏈路信號s(t)。
複數相乘允許正交相信道組92保持與同相信道組90相正交，因此，提供完全的接收器相位恢復，不會增加對在相同路徑上發射的其它信道的幹擾。因此，以正交的方式將64個Walshi信道的完整組增加到原IS-95信道組中，這個信道組能夠被用作輔助信道。此外，通過在正交的正交相信道組92中實現該輔助信道，為處理正常IS-95正向鏈路信號而配置的用戶單元10仍然能夠處理同相信道組90內的IS-95信道，因此，在提供高傳輸率信道的同時維持與以前存在系統的反向兼容。
雖然圖3所示的本發明實施例採用單一的同相和正交相載波組來產生同相和正交相信道組，但是，能夠採用分別的正弦波組來單獨地產生同相和正交相信道組，第二組載波與第一組載波相位偏差90°。例如，能夠將DQ數據施加到第二組載波正弦上，這裡，將DQ同相(PNI)擴展數據施加到COS(ωct-90°)，DQ正交相(PNQ)擴展數據施加到SIN(ωct-90°)。然後，將產生的信號求和，產生正交相信道組92，又將它與同相信道組90求和。
正如表I中給出的，Walshs信道的使用還使正交相信道組92中輔助信道的實施得到簡化。具體說，表I中列出的Walshs代碼的使用允許輔助信道使用64-符號Walshi代碼的整個子集，無需產生這些Walsh代碼中的每一個。
例如，當N＝5時，表I所規定的Walshs代碼為輔助信道分配一組32個64-符號Walshi代碼。即，把所有的偶數指數的64-符號Walsh代碼或者所有的奇數指數的64-符號Walsh代碼分配給輔助信道。這分別留下偶數指數或奇數指數的信道，用於實現擴充IS-95話務信道組。在圖3中，當Walshs＝{+，-}時輔助信道採用偶數的64-符號Walsh代碼信道，奇數信道供擴充的IS-95話務信道組之用。
在另一個例子中，當N＝4時，相關的Walshs代碼分配一組16個64-符號Walshi代碼。這留下其餘的48個Walshi代碼組，用於實現擴充IS-95話務信道或者實現附加的輔助信道。通常，採用對應於一個特定值N的Walshs代碼僅利用單個和較短Walshs代碼把2N個64-符號Walshi代碼分配給輔助信道。
通過把64-符號Walshi代碼均勻分布在該子集中，可便於利用單個Walshs代碼對Walshi代碼的整個子集的分配。例如，當N＝5時，Walshi代碼間隔為2，當N＝4時，Walshi代碼間隔為4。僅提供正交相信道92的一個完整組，用於實現輔助信道，能夠進行均勻間隔的Walshi信道的較大組的分配，因此可利用單個Walshs代碼實現。
此外，利用單個較短的Walshs代碼分配64-符號Walshi代碼的一個子集可降低與提供一個高速率輔助信道相關的複雜性。例如，當與這裡所述的本發明實施中所使用的單個Walshs代碼代碼發生器的使用相比時，利用這組64-符號Walshi代碼進行實際調製，以及對產生的調製數據的求和則需要在信號處理資源上有實質性的增加。
如果輔助信道置於以前存在的IS-95正向鏈路的同相信道組90中或者置於採用QPSK調製的同相和正交相信道中，則不能如此簡單地分配均勻間隔的Walshi信道的組。這是因為特定的64符號Walshi信道已經被分配給該同相信道上的諸如尋呼、導頻和同相信道的控制功能。因此，利用一個新的正交相Walsh代碼空間允許輔助信道的簡單化實現。
此外，單個Walshs代碼的使用可改善高速率輔助信道的性能，因為輔助信道的幅度的變差被減至最小。在這裡所述的實施例中，幅度簡單地基於與該Walshs代碼相關的正或負整數。這與採用2N64-符號Walshi代碼進行調製不同，後者會導致一組幅度0、+2、-2、+4、-4、…2N和-2N。
在這些改進中，降低幅度變差即降低峰值與平均值功率比，這增大了對於基地臺12或者其它正向鏈路發射系統的給定最大發射功率能夠接收正向鏈路信號的範圍。
圖5是在按照本發明一個實施例配置時圖1的輔助信道系統132的方框圖。用戶數據被CRC校驗和發生器200接收，它把校驗和的信息增加到接收的數據中。在本發明的較佳實施例中，象IS-95進行的那樣以20ms的幀對該數據進行處理，並增加16位的校驗和數據。尾位202把8個尾位增加到每個幀中。卷積編碼器204以數據速率D接收尾位202的輸出，以速率Rc對每一幀進行卷積編碼。正如以下更詳細描述的，對於本發明的不同實施例，Rc是不同的。
塊交織器206對來自卷積編碼器204的代碼符號進行交織，轉發器208用轉發量M對來自交織器206的代碼符號序列進行轉發。在本發明的不同實施例中，轉發量M是不同的，通常取決於編碼率Rc和輔助信道速率RS(見圖3)。下面將進一步討論轉發量。映象器210從轉發器208接收代碼符號並將邏輯0和邏輯1轉換為以輔助信道速率RS輸出的正和負整數值。
表II提供一張在本發明的不同實施例中能夠使用的數據輸入速率D、編碼速率Rc、轉發量M和輔助信道速率RS的表。在一些實施例中採用多個速率。
表II
示出的輔助信道的三個編碼器輸入速率D38.4、76.8和153.6每秒千比特。對於這些編碼器輸入速率D中的每一個，提供了一組編碼器速率Rc、N值和轉發量M，它們獲得所需編碼器輸入速率D。另外，提供了Walshs符號與代碼符號的比率，它對應於Walshs代碼的長度。此外，提供了每20ms幀的編碼器輸入比特的數目，象每20ms幀發射的代碼符號的數目一樣。實際數據傳輸率將等於編碼器輸入速率D，減去CRC位和尾位所需的開銷和提供的其它任何控制信息。除了CRC檢查和編碼以外還打算採用Reed-Soloman編碼，或者用它代替CRC檢查和編碼。
通常，為了在最大數目的Walshi信道上擴展該輔助信道，需要採用該輔助信道可能的N最大值。在較大的一組Walshi信道上擴展輔助信道使在同相信道組90和正交相信道組92上兩個相應Walshi信道之間的信道間幹擾效應減至最小。這一信道間的幹擾是由接收處理期間經歷的不完全相位對準產生的。通過在較大的一組Walshi信道上擴展輔助信道，使同相信道組90中任何特定Walshi信道經歷的信道間幹擾量減至最小，因為輔助信道在該Walshi信道中的部分是小的。此外，用一個較大的總信道符號速率在較大的一組Walshi信道上擴展輔助信道允許更高的符號分集，這改善了在衰落信道狀態中的性能。
當利用速率1/2編碼所需編碼器輸入速率D所需的Walsh信道數目小於可供使用Walsh信道數目至少二分之一時，通過在多個Walsh信道上擴展信號可改善性能。通過利用速率1/4，而不是速率1/2代碼，或者通過序列重複，或者二者兼之，可獲得更大數據Walsh信道的更高信道符號速率。在開始和衰落信道狀態中，速率1/4代碼提供在速率1/2代碼的編碼增益上附加的編碼增益，由於增加的分集，序列重複提供在衰落信道狀態中的改進性能。
在本發明的一個較佳實施例中，利用N＝5、1/4的編碼器速率Rc和M＝2的復用量提供一個具有每秒76.8千比特編碼器輸入速率的輔助信道。這樣的實現提供在ISND信道的量級上的數據傳送速率，包括足夠的信令的帶寬。此外，利用N＝5維持32個附加的Walshi信道，用於提供擴充的IS-95信道。
輔助信道的實際持續傳輸速率將隨不同的環境條件，包括正向鏈路傳輸所經歷的多路徑的量而變化。補充的傳輸速率依賴於多路徑的量，因為經不同路逕到達的正向鏈路信號不再是正交的，因此相互幹擾。由於附加的發射功率，這一幹擾隨傳輸速率的增大而增大。因此，經歷的多路徑幹擾越多，輔助信道的持續傳輸速率越小。因此，對於高多路徑環境，輔助信道的較低傳輸速率是較佳的。
在本發明的一個實施例中，可以設想一個測量各種環境因素並選擇最佳輔助信道處理特性的控制系統。此外，可以設想一個使用信號對消，以去除由多路徑傳輸造成的噪聲。在題目為「處理多個多址傳輸的方法和裝置」的美國專利申請08/518,217中描述進行這種噪聲消除的方法和裝置，該專利申請已轉讓給本發明的受讓人，這裡將其引作參考。
圖6是按照本發明的一個實施例處理高速率輔助信道的接收處理系統的方框圖。通常，該接收處理系統是在蜂窩電話系統的用戶單元10中實現的。
在操作期間，用同相載波302和正交相載波304對天線系統300接收的射頻信號進行下變頻，產生數位化的同相接收採樣RI和正交相接收採樣RQ。按照使用的rake(分離多徑)接收器，這些接收採樣被提供給所示的峰指(finger)處理器模塊和其它峰指處理器(未示出)。每個峰指處理器處理接收的補充正向鏈路信號中的一個實例，每個實例是由多徑現象產生的。
同相和正交相接收採樣RI和RQ與同相擴展代碼發生器306和正交相擴展代碼發生器308產生的PN擴展代碼的復共軛相乘，得出接收項YI和YQ。用Walsh發生器310產生的Walshs代碼對接收項YI和YQ進行調製，由加法器312在Walshs代碼中Walsh符號數目上對產生的調製數據進行相加。另外，由導頻濾波器316對接收項YI和YQ進行相加和濾波(平均)。
然後，加法器312的輸出與濾波器導頻數據的復共軛相乘，在輔助信道軟判決數據320上採用產生的正交相項。然後可以將補充的軟判決數據320與來自其它峰指處理器(未示出)的軟判決數據合併，對合併後的軟判決數據進行解碼。
圖7是根據本發明的一個實施例的用於對補充軟判決數據320進行解碼的解碼器系統的方框圖。軟判決數據由累加器400接收，它用重複量M對軟判決數據的採樣進行累加。然後累積數據由塊解交織器402進行解交織和由網格解碼器404進行解碼。包括Viterbi解碼器的各種類型的解碼器是人們眾所周知的。
然後，來自網格解碼器404的硬判決數據中的用戶數據由CRC校驗系統406用CRC校驗和數據進行校驗，產生的用戶數據與表示用戶數據是否與校驗和數據一致的校驗結果一起輸出。然後，接收處理系統或者用戶能夠基於CRC校驗和結果確定是否使用該用戶數據。
因此，已經描述了特別適合於與IS-95正向鏈路一起使用的高速率傳輸系統。本發明能夠被注入到陸上和基於衛星的通信無線系統以及基於有線的發射正弦信號的通信系統，如同軸電纜系統。此外，雖然本發明的上下文是以1.2288MHz帶寬信號進行描述的，但是，包括2.5MHz和5.0MHz系統的其它帶寬的使用與本發明的操作是一致的。
同樣，雖然本發明是利用10kbps和70kbps量級的傳輸速率進行描述的，但是，可以採用其它的信道速率。在本發明一個較佳實施例中，利用經過電導、電感和電容連接而耦合的半導體集成電路可實現這裡所述的各種系統，它們的使用是本領域專業人員所公知的。
以上提供的描述能夠使本領域的專業技術人員製造和使用本發明。對於本領域的專業人員而言，對這些實施例作出各種改進是很顯然的，這裡所限定的一般原理可以應用於其它的實施例上，而無需利用創造才能。因此，本發明不希望被限制於這裡給出的實施例，而是按照與這裡公開原理和新穎特徵相一致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種利用碼分多址射頻信號處理與一組中等速率通信一起進行高速率通信的電信系統，其特徵在於所述系統包括在射頻帶寬內的第一組中等速率信道上發射該組中等速率通信信號的第一信號處理裝置；和在所述射頻帶寬內的第二組中等速率信道上發射高速率通信信號的第二信號處理裝置，這裡，所述的第二組中等速率信道與所述的第一組中等速率信道是正交的。
2.如權利要求1所述的電信系統，其特徵在於所述的第一組中等速率信道是由第一組信道代碼限定的，所述的第二組中等速率信道是由第二組信道代碼限定的，所述高速率通信是在所述第二組信道代碼的一個均勻分布的子集上發射的。
3.如權利要求1所述的電信系統，其特徵在於所述的第一信號處理裝置進一步用於利用一組相應的長信道代碼產生所述的中等速率信道組；以及所述的第二信號處理裝置進一步用於利用一個簡訊道代碼產生一個高速率信道。
4.如權利要求3所述的電信系統，其特徵在於所述的高速率通信是由一組高速率代碼符號組成的，每一個高速率代碼符號被所述簡訊道代碼的一種實例所調製。
5.如權利要求1所述的電信系統，其特徵在於設定的第一組信道代碼和設定的第二組信道代碼是64符號Walsh代碼。
6.如權利要求2所述的電信系統，其特徵在於進一步包括利用所述第二組中等速率信道的另一個子集發射第二組中等通信信號的第三信號處理裝置。
7.如權利要求1所述的電信系統，其特徵在於所述的第一組中等速率信道是在同相信道中發射的，所述的第二組中等速率信道是在正交相信道中發射的。
8.如權利要求3所述的電信系統，其特徵在於，所述第一信號處理裝置進一步包括響應於所述第一組中等速率信道產生求和數據的求和器；響應於所述求和數據產生第一擴展數據的第一擴展器裝置；以及響應於所述高速率信道產生第二擴展數據的第二擴展器裝置。
9.如權利要求3所述的電信系統，其特徵在於進一步包括響應於所述求和數據產生第一同相擴展數據的第一同相擴展器裝置；響應於所述高速率產生第一正交相擴展數據的第一正交相擴展器裝置；響應於所述高速率產生第二同相擴展數據的第二同相擴展器裝置；響應於所述高速率產生第二正交相擴展數據的第二正交相擴展器裝置；響應於所述第一同相擴展數據和所述第二正交相擴展數據的一個負實例產生一個同相項的第一求和器裝置；和響應於所述第一正交相擴展數據和所述第二同相擴展數據產生一個正交相項的第二加法器裝置。
10.如權利要求9所述的電信系統，其特徵在於進一步包括用於調製所述同相項的同相載波發生器；和用於調製所述正交相項的正交相載波發生器
11.一種利用射頻信號發射數據的方法，其特徵在於所述方法包括步驟a)利用長Walsh代碼產生一組信道；b)利用短Walsh代碼產生一個高速率信道；c)通過第一載波發射所述這組信道；d)通過與所述第一載波正交的第二載波發射所述高速率信道。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於進一步包括步驟用一個同相偽噪聲代碼和一個同相載波調製所述這組信道的一個第一實例；用一個正交相偽噪聲代碼和一個正交相載波調製所述這組信道的一個第二實例；以及將所述這組信道的所述第一實例與所述這組信道的所述第二實例求和。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於進一步包括步驟用一個同相偽噪聲代碼和一個同相載波調製所述高速率信道的一個第一實例；用一個正交相偽噪聲代碼和一個正交相載波調製所述高速率信道的一個第二實例；將所述高速率信道的所述第二實例倒相；以及將所述高速率信道的所述第一實例與所述高速率信道的所述第二實例求和。
14.如權利要求11所述的方法，其特徵在於進一步包括在所述這組信道的一個信道上發射導頻數據的步驟。
15.如權利要求10所述的方法，其特徵在於所述這組信道包括一個導頻信道、一個同步信道和一個話務信道。
16.如權利要求11所述的方法，其特徵在於所述的短代碼佔據一組均勻間隔的長Walsh代碼。
17.如權利要求10所述的方法，其特徵在於所述的長Walsh代碼是由64個Walsh符號組成的。
18.一種在碼分多址射頻信號上發射數據的電信系統，其特徵在於所述系統包括產生一組中等速率信道的第一信道產生系統；和產生一個與中等速率信道組正交的高速率信道的第二信道產生系統。
19.如權利要求18所述的電信系統，其特徵在於所述的第一信道產生系統是由一組長信道代碼調製器組成的。
20.如權利要求19所述的電信系統，其特徵在於所述的第二信道產生系統是由一個簡訊道代碼調製器組成的。
21.如權利要求18所述的電信系統，其特徵在於所述的第二信道產生系統包括一個通過一組均勻分布的長代碼信道發射數據的裝置。
22.一種操作採用直接序列擴展頻譜信號處理的多信道通信系統的方法，其特徵在於所述方法包括步驟a)產生具有多信道項和高速率項的複數數據源；b)產生具有同相項和正交相項的複數擴展代碼；c)將複數數據源與所述複數擴展代碼進行複數相乘，得出一個實數項和一個虛數項；d)用一個同相載波調製所述實數項；以及e)用一個正交相載波調製所述虛數項。
23.如權利要求22所述的方法，其特徵在於步驟a)是由下列步驟組成的a.1)響應於一組中等速率數據源和一組長信道代碼，產生一組中等速率信道；a.2)通過對所述這組中等速率信道求和，產生所述多信道項；以及a.3)響應於一個高速率數據源和一個簡訊道代碼，產生一個高速率信道。
24.如權利要求23所述的方法，其特徵在於步驟a.1)是由用所述這組信道代碼調製所述這組中等速率數據源的步驟組成的。
25.如權利要求23所述的方法，其特徵在於進一步包括調節所述這組中等速率信道和所述高速率信道的幅度的步驟。
26.如權利要求23所述的方法，其特徵在於步驟a.3)是由在一組中等速率信道上發射所述高速率數據的步驟組成的。
27.如權利要求23所述的方法，其特徵在於進一步包括步驟a.3)，它是由下列步驟組成的響應於第二組中等速率信道和第二組長信道代碼，產生第二組中等速率信道；以及對所述第二組中等速率信道與所述高速率信道求和。
28.一種直接序列擴展頻譜通信系統，其特徵在於所述系統包括響應於第一用戶數據產生第一信道數據的第一長信道代碼調製器；響應於第二用戶數據產生第二信道數據的第一簡訊道代碼調製器；響應於所述第一信道數據產生第一同相數據的第一同相擴展器；響應於所述第二信道數據產生第二同相數據的第二同相擴展器；響應於所述第一用戶數據產生第一正交相數據的第一正交相擴展器；響應於所述第二用戶數據產生第二正交相數據的第二正交相擴展器；響應於所述第一同相數據和所述第二正交相用戶數據的倒相實例產生一個同相項的第一求和器；響應於所述第一正交相數據和所述第二同相數據產生一個正交相項的第二求和器；響應於所述第一項產生一個同相信號的同相載波正弦調製器；響應於所述第二項產生一個正交相信號的正交相載波正弦調製器；以及對所述同相信號和所述正交相信號求和的求和器。
29.如權利要求28所述的系統，其特徵在於所述第一信道具有一個比所述第二信道更低的數據速率。
30.一種利用碼分多址處理與一組中等速率通信一起發射的一個高速率信道的方法，其特徵在於所述方法包括步驟a)產生中等速率信道的同相組；b)產生中等速率信道的正交相組；c)在所述的中等速率信道的同相組上發射所述高速率信道組；以及d)在所述中等速率信道正交相組的子集上發射所述高速率通信。
31.如權利要求30所述的方法，其特徵在於所述的子集由一組均勻間隔的Walsh信道組成。
32.如權利要求30所述的方法，其特徵在於步驟a)由下列步驟組成通過用一組長信道代碼調製所述這組中等速率通信而產生所述這組信道；對所述這組信道求和，得出求和數據；響應於所述求和數據和一個同相擴展代碼產生同相擴展數據；響應於所述求和數據和一個正交相擴展代碼產生正交相擴展數據；用一個同相載波調製所述同相擴展數據，得到一個同相信號；用一個正交相載波調製所述正交相擴展數據，得到一個正交相信號；將所述同相信號和所述正交相信號相加。
33.如權利要求30所述的方法，其特徵在於步驟b)由下列步驟組成通過用一個簡訊道代碼調製所述高速率通信而產生所述高速率信道；響應於所述高速率信道和所述同相擴展代碼產生高速率同相擴展數據；響應於所述高速率信道和一個正交相擴展代碼產生高速率正交相擴展數據；用一個正交相載波調製所述高速率同相擴展數據，得到一個高速率正交相信號；用一個同相載波調製所述高速率正交相擴展數據的一個倒相實例，得到一個高速率同相信號；以及將所述高速率同相信號和所述高速率正交相信號相加。
34.如權利要求30所述的方法，其特徵在於步驟a)和b)由下列步驟組成a.1)利用一組信道代碼調製所述這組中等速率通信；a.2)對所述這組信道代碼求和，得出求和數據；a.3)用第一組載波正弦調製所述求和數據；b.1)用一個簡訊道代碼調製所述高速率信道，得到所述高速率信道；以及b.2)用相位與所述第一組載波正弦相差90°的第二組載波正弦調製所述高速率信道。
35.如權利要求34所述的方法，其特徵在於所述的簡訊道代碼由兩個Walsh符號組成，所述的長信道代碼各由64個Walsh符號組成。
全文摘要
描述一種實現高傳輸率空中接口的新穎和改進方法。發射系統提供一個同相信道組(90)和一個正交相信道組(92)。同相信道組(90)用於提供正交的中等速率控制信道和話務信道的一個完整組。正交相信道組(92)用於提供一個高速率輔助信道和一個彼此相互正交以及與原中等速率信道正交的中等速率信道擴充組。高速率輔助信道是利用一個簡訊道代碼在一組中等速率信道上產生的。中等速率信道是利用一組長信道代碼產生的。
文檔編號H04B1/707GK1244983SQ97181366
公開日2000年2月16日 申請日期1997年12月19日 優先權日1997年1月15日
發明者J·P·奧登沃爾德, F·P·安東尼奧, 小E·G·蒂德曼, Y-C·喬 申請人:誇爾柯姆股份有限公司