CN1084552C - 能在出现故障时避免中断的发射机 - Google Patents

Abstract

在CDMA系统的发射机中，多个彼此相同的导频信号从多个导频信号发生器发送进一基带区提供给从一监视/控制部件给予信号比例的多个乘法器，并经乘法器组合在一起，信号比例由监视/控制部件变动，使得即使在有一个或多个导频信号发生器出现故障时仍保持组合的导频信号幅度不变。

Description

能在出现故障时避免中断的发射机

本发明涉及一种用导频信号进行通信的通信系统中所用的发射机，特别涉及一种用于移动通信系统的发射机的通信装置。

在所述类型的一种移动通信系统中，是通过在一基地站和一移动站或基地站服务区内所设站之间的正向连接或反向连接进行通信的。具体地说，基地站通过正向连接向移动站发送数据或信息信号，而各移动站通过反向连接向基地站发送数据或信息信号。正向连接和反向连接可分别称为下连和上连。

由于本发明与反向连接通信无直接关系，以下将主要针对基地站通过正向连接与移动站进行的通信予以描述。

近年来，人们的关注已被引向使用码分多访技术的通信系统，此后，将称其为CDMA系统。在这样一种CDMA系统中，多个基地站被分配给一共用的频率，而它们各有其独特的伪随机噪声数(PN)编码。换句话说，每个基地站是由向其分配的独特PN码所表示。

此外，在CDMA系统的正向连接中准备了作为编码通道的导频通道、同步通道、分页通道和电信通道。在此情况下，导频通道用于在各移动站中达到并保持同步以及在各移动站中再生一个时钟序列，而同步通道则用于调节基地站和移动站之间的PN码。此外，分页通道用于向各移动站发送分页信息和停发信息，而交换通道则用于向各移动站发送语音信号。

这里，在已有技术中用互不相同的沃尔什(Walsh)码乘PN码以形成表示导频通道、同步通道、分页通道和电信通道的扩展码。例如，导频通道就是由用一个零序列表示的沃尔什码0乘PN码所定义的。其结果是，PN码自身就是通过导频通道发送的。此外，同步和分页通道分别用沃尔什码32和1表示，而电信通道则用沃尔什码n表示，这里的n是除去0、1、2、3、4、5、6、7……和32以外的一个整数。

根据上述情况，似乎导频通道中所安排的导频信号应该准确地再现，使其对除各移动站中导频信号以外的其它任何信号进行准确相干的检测。另外，由于除检测到的导频信号之外对其它信号的再现并未给予相干检测的相位基准，因而在同步、分页和电信通道中安排的信号不是精确地再现的。

在这种情况下，假定基地站中的导频信号发生器因某种原因而出现故障，并在各移动站接收不到导频信号。在此场合中，基地站自身进入了停止状态，因此，在CDMA系统中发生的体系减弱。这是由于在各个移动站进行相干检测时未接收到任何导频信号而未能获得任何相位基准。

考虑到以上情况，提出了一种包含有一运行部件和一后备部件的常规CDMA系统，两个部件以相互类似的方式各自产生导频信号。采用这种结构，当运行部件失效时，就使开关从运行部件转换到后备部件上并由后备部件产生导频信号以避免中断导频信号。

然而，这种结构的缺点在于，在正当开关从运行部件转换到后备部件时，在各移动站不可避免地发生导频信号的瞬间中断。因此，在开关期间，在各移动站中既接收不到也检测不出导频信号以外的任何其它信号。

本发明的一项目的是要提供一种用于CDMA系统并能避免瞬时中断的发射机。

本发明的另一目的是要提供所述类型的发射机，它能防止因导频信号中断而产生的系统减弱。

本发明的又一项目的是要提供所述类型的发射机，其中即使在发射机的部件出现故障时也不会发生瞬时中断。

本发明的还有一项目的是要提供即使在发射机的部件出现故障时也能避免导频信号中断的通信系统。

适用本发明的发射机是供在用发送导频信号进行通信的通信系统中使用的。按照本发明，发射机包括同时产生各含同一导频信号的多个基带信号的多个基带信号产生装置、将多个基带信号组合成包括组合导频信号的组合基带信号的组合装置、以及发射组合导频信号作为所述发射导频信号的发射装置。

按照本发明的另一种方式，发射机包括同时产生彼此相同并有幅度的诸如导频信号之类的多个参考信号的多个参考信号产生装置、分别调整参考信号的幅度成为具有各自调整幅度的调整参考信号的多个调整装置、将调整参考信号相互组合成一组合的参考信号使调整幅度的总量基本保持为常数的组合装置、以及发射组合的参考信号作为所述发射参考信号的装置。

图1示出用于描述在一常规通信系统中所包含的一发射机部件的方框图；

图2示出用于描述本发明第一实施例的发射机的方框图；

图3示出本发明第二实施例的发射机的方框图；以及

图4示出本发明第三实施例的发射机的方框图。

为了便于了解本发明，参照图1，对通信系统，即CDMA系统的基地站中所用的一常规发射机进行了描述。所绘示的发射机只用与基地站的调制器相连的基带部件进行说明。基带部件可运行地产生导频信号、同步信号、分页信号和电信信号，它们如在即时说明书的序言中提到过的，分别安排在导频、同步、分页和交通的通道中。

更具体地说，基带部件包括一伪随机噪音数(PN)编码发生器10，它产生为基地站预定的PN码。在所绘示例中，导频信号发生器11是和同步信号发生器12、分页信号发生器13以及电信信号发生器14包括在一起。假设每个发生器10至14是安装在互不相同基底上。

如图1中所示导频信号发生器11包括一个沃尔什码发生器16，它产生由全零的零图形表示的沃尔什码0。沃尔什码0供给得到PN码供应的乘法器17。因此，乘法器17用沃尔什码0乘PN码以产生与PN码相同的导频信号。这表明PN码是作为导频信号未经任何调整而产生的，并且被安排在导频通道中。

在另一方面，同步信号发生器12从一外部电路(未示出)供给一同步通道数据信号SY。此外，同步信号发生器12包括产生预定的沃尔什码32的沃尔什码发生器18。预定的沃尔什码32由沃尔什码发生器18提供给乘法器19，乘法器19并从PN码发生器10得到PN码。PN码在乘法器19中与预定的沃尔什码32相乘后送往得到同步通道数据信号SY的乘法器20。乘法器20用同步通道数据信号SY与乘法器19的输出信号相乘产生同步信号。

分页信号发生器13从外部电路得到分页通道数据信号PG并包括一个产生预定的沃尔什码1的沃尔什码发生器21。与同步信号发生器12的情况相似，PN码在一乘法器22中与预定的码1相乘，而后送往乘法器23。乘法器23用分页通道数据信号PG与乘法器22的输出信号相乘产生分页通道中的分页信号。

与此类似，电信信号发生器14包括一沃尔什码发生器24和乘法器25与26。沃尔什码发生器24产生一规定的沃尔什码n，其中n是除0、1和32以外的自然数并将其供往乘法器25。乘法器25用规定的沃尔什码n乘PN码，将所得结果送往乘法器26。相乘的结果在乘法器26中用一电信通道数据信号TR相乘产生作为电信通道中的电信信号。

如图1中所绘示，导频、同步、分页和电信信号经一通道加法器27彼此相加作为设在各自通道中的基带信号送往调制器。

图1中绘示的基带部件，如在即时说明书的序言中提起过的，它不能解决导频信号的中断问题。

参照图2，本发明第一实施例的一个发射机包括一个与调制器(MOD)30和发射部件(TX)31在一起的基带部件。所绘示的基带部件包括用相似标号表示的相似部分。就此而论，在所绘示的基带部件中包括了PN码发生器10、同步信号发生器12、分页信号发生器13和电信信号发生器14，像图1那样，在结构与运行上可能与图1所示的相似。所绘示的同步信号发生器12、分页信号发生器13和电信信号发生器14由外部装置35分别提供同步通道数据信号SY、分页通道数据信号PG和电信通道数据信号TR。同步信号发生器12、分页信号发生器13和电信信号发生器14通过使用沃尔什码32、沃尔什码1和沃尔什码n以任意的速率分别产生同步信号、分页信号和电信信号，其中n是除去0、1和32以外的一个自然数。同步、分页和电信信号是分别在同步、分页和电信通道中给出的。

此外，基带部件还包括第一和第二导频信号发生器11a和11b，它们在结构上相互一致。具体地说，第一导频信号发生器11a是由产生全零的沃尔什码0的沃尔什码发生器16a和用从PN码发生器10提供的PN码与沃尔什码0相乘的乘法器17a形成，以产生导频通道中的第一导频信号Pa。与此类似，第二导频信号发生器11b是由产生沃尔什码0的沃尔什码发生器16b和用从PN码发生器10提供的PN码与沃尔什码0相乘的乘法器17b形成，以产生导频通道中的第二导频信号Pb，它与第一导频信号Pa相同。第一和第二导频信号发生器11a和11b装在互不相同的基底上。

在所绘的示例中，第一和第二导频信号Pa和Pb受一监视/控制部件36监视。另一方面，监视/控制部件36可按不同的方式监视第一和第二导频信号发生器11a和11b。例如，可以由监视/控制部件36监视第一和第二导频信号发生器11a和11b各自包含的监视计时器(未示出)。在任何情况下，监视/控制部件都要监视第一和第二导频信号发生器16a和16b各方是否发生故障。

尽管在图2中未予示出，监视/控制部件36实际上还监视着同步信号发生器12、分页信号发生器13和电信信号发生器14，它们全都安装在相互各异并与第一和第二导频信号发生器11a和11b不同的基底上。

第一和第二导频信Pa和Pb被送往设置在第一和第二导频信号发生器11a和11b与通道加法器27之间的第一和第二乘法器37a和37b。

这里要注意，第一和第二乘法器37a和37b如图2中所示，与监视/控制部件36连接，按照以后所详细描述的方式控制第一和第二导频信号Pa和Pb。更具体地说，只要第一和第二导频信号发生器11a和11b两者都正常，监视/控制部件36向第一和第二乘法器37a和37b提供0.5的比例信号表示。因而，第一和第二导频信号Pa和Pb由第一和第二乘法器37a和37b以相等的0.5的比率彼此相加。其结果是，当在第一和第二导频信号发生器11a和11b两者中未发生故障时，由第一和第二导频信号Pa和Pb相加得到的信号总量有用比率1表示的幅度。第一和第二导频信号Pa和Pb相互组合产生一组合的导频信号。此后，组合的导频信号经通道加法器27与同步信号、分页信号和电信信号相加在一起，而后作为一个组合的信号送往调制器30。组合的信号通过调制器30经受诸如相移键控(PSK)或其类似的调制，经发射机31送往移动站台或基地站(未示出)。

另一方面，当监视/控制部件36检测到第一和第二导频信号发生器11a和11b中的任一个发生故障或失调而剩下的导频信号发生器保持正常状态时，监视/控制部件36在使失效的导频信号发生器保持为关断状态的同时向正常的导频信号发生器提供1的比例信号表示。因而，即使当第一和第二导频信号发生器11a和11b的任一个失效时，导频信号仍有保持于1的幅度。这意味着即使当第一和第二导频信号发生器11a和11b中的任一个发生故障时，导频信号仍能保持不变。根据这一事实，很容易理解到即使在第一和第二导频信号发生器11a和11b的任一个出现故障时也避免了导频信号的中断并在各移动站利用导频信号进行相干检测。

参照图3，本发明第二实施例的一个发射机除了在基带部件中包含第一至第四导频信号发生器11a、11b、11c和11d并产生相同的全零的零图形沃尔什码0之外，在结构上与前类似。在此情况下，在第一至第四导频信号发生器11a至11d和通道加法器27之间分别连接第一至第四乘法器17a至17d。

在图3中，第一至第四导频信号发生器11a至11d各含沃尔什码发生器16a至16d以及乘法器17a至17d，以产生无任何调制的沃尔什码0作为第一至第四导频信号Pa和Pb。第一至第四导频信号Pa至Pd或第一至第四导频信号发生器11a至11d按照与图2一起所提的方式由监视/控制部件36监视。

按照这种结构，监视/控制部件36向第一至第四乘法器37a至37d提供第一至第四比例信号，它们各为1/4的信号比例表示并且它们的幅度相互等同。当第一至第四导频信号发生器11a至11d正常时，第一至第四导频信号Pa和Pd在通道加法器27中相互组合以完成1的信号比例。这样，组合的导频信号就有用1的幅度比例表示的幅度。

在另一方面，当第一至第四导频信号发生器11a至11d中的一个出现任何故障或失调时，则此一个导频信号发生器保持为关断状态。在另一方面，其余三个导频信号发生器中的导频信号幅度则受监视/控制部件36控制，使得三个导频信号发生器中的信号比例的和等于1。在此情况下，监视/控制部件36可以控制三个导频信号发生器，使一个导频信号发生器有0.5的信号比例，而两个导频信号发生器则有0.25的信号比例。

采用这种结构，只要至少有一个导频信号发生器正常，就有可能向移动站发送导频信号。在此情况下，监视/控制部件36就要能从0.25至1改变各个导频信号的幅度信号比例。

在图3中，同步、分页和电信信号发生器12至14在结构与运行上与图2中绘示的相似，将不予过多的描述。

参照图4，本发明第三实施例的一个发射机具有在第一至第四基底上的基带部件，它们在所绘示例中均有同一标号四，因而它们被编号从41至44。第一至第四基底41至44受监视/控制部件36监视和控制。在图4中假设为向第一至第四基底41至44分配同一PN码。

在所说明的例子中，第一基底41有一产生第一导频信号Pa的第一导频信号发生器11a。具体地说，第一导频信号发生器11a用与沃尔什码0正交的预定的PN码调制沃尔什码0产生第一导频信号Pa。第一导频信号Pa按上述方式与由监视/控制部件36送出的信号比例相乘。只要第一基底无故障，信号比例等于0.5。

此外，与第一导频信号发生器11a一起有多个信号发生器411至41m安排在基底41上，它们能按照相互不同且与沃尔什码0不同的沃尔什码运行产生同步、分页、电信信号。在此情况下，多套同步、分页、电信信号发生器可作为信号发生器411至41m安置在第一基底41上，其中m为不小于三的一个整数。

第一导频信号Pa和其它信号经通道加法器51相加在一起产生一个组合信号。

在第二基底42上，与第一基底41类似，安置一个第二导频信号发生器421产生第二导频信号Pb和多个信号发生器422至42m在一起。第二导频信号与第一导频信号相同，并如图2中提到的是经用PN码调制沃尔什码0得到的。多个信号发生器422至42m用于使用相互不同并与沃尔什码0不同的沃尔什码产生除去第二导频信号Pb以外的信号。

在第三和第四各个基底43和44上，没有像11a和11b之类的导频信号发生器，安置有m数的多个信号发生器，即431至43m以及441至44m。信号发生器431至43m是通过使用相互不同并与沃尔什码0不同的沃尔什码运行的。这也适用于信号发生器441至44m。此外，通道加法器53和54设置在第三和第四基底43和44上产生组合信号。

由第一至第四基底41至44发送的组合信号被送往通道加法器27一起倍增并作为一个发射信号产生。因此，通过通道加法器27产生一个倍增信号并在调制器(MOD)30中经受直角相位调制。从发射机(TX)31发送调制信号，作为射频信号发往移动站。这样，各个通道的信号经倍增并由CDMA系统中的信号频率运载。

在图4中，第一和第二导频信号发生器11a和11b产生彼此相同的导频信号。每个导频信号是经由垂直于沃尔什码0的PN码调制沃尔什码0产生的，并且是用基带区内的同相位成分和直角相位成分组成的组成信号表示的。

当第一和第二导信号发生器11a和11b处于正常工作状态时，第一和第二乘法器17a和17b分别给出0.5的信号比例。

另一方面，当监视/控制部件36检测到第一和第二导频信号发生器11a和11b中的任一个发生故障时，在监视/控制部件36的控制下中断有故障的一个基底。在进行中断时，发生故障的基底不能发射导频信号和其它信号。然而，因有另一导频信号发生器产生导频信号，并向移动站发送。在此情况下，在每个移动站都能进行相应于导频信号的相干检测。处于此种情形，在监视/控制部件36的控制下正常导频信号发生器的信号比例从0.5改变成1，并输往正常导频信号发生器的乘法器。

如以上提到的，本发明即使是在基地站发射机中所用部分硬件发生故障时也能防止导频信号的瞬时中断。而且，它能保持在出现故障的前后发射导频信号的幅度基本不变。

在本发明已结合一些实施例进行了这么多的描述时，将会使专业技术人员很容易以各式各样的其它方式实施本发明。例如，导频信号发生器的数目可以不限于偶数而是奇数。而且，尽管说明被限于导频信号，但除导频信号之外的多个同步信号或分页信号可以作为基准信号代替导频信号用于监视故障。

Claims (11)

1.一种在利用发射导频信号进行通信的通信系统中所用的发射机，其特征在于，所述的发射机包括：

用以同时产生多个彼此相同的多个导频信号的多个导频信号发生装置；

用以将多个导频信号组合成一组合的导频信号的组合装置；以及

用以发射组合的导频信号作为所述的发射导频信号的发射装置。

2.按照权利要求1所述的一种发射机，其特征在于，它还包括：

用以监视所述多个导频信号发生装置以检测各个所述多个导频信号发生装置是否出现故障并根据检测的出现故障的一个所述导频信号发生装置使出现故障的一个导频信号发生进入非工作状态的监视装置。

3.一种在使用发射基准信号的通信系统中所用的发射机，其特征在于，所述的发射机包括：

用以同时产生多个彼此相同并有幅度的多个基准信号的多个基准信号发生装置

用以分别将基准信号的幅度个别调整成具有调整幅度的调整基准信号的多个调整装置；

用以将调整基准信号相互组合成一组合的基准信号使调整幅度的总量基本保持不变的组合装置；以及

用以发射组合的基准信号作为所述发射基准信号的装置。

4.按照权利要求3所述的一种发射机，其特征在于，它还包括：

用以监视各个所述多个基准信号发生装置是否进入故障状态以提供一基准信号幅度比例的比例信号表示的监视装置；

所述多个基准信号发生装置被控制成产生具有由比例信号规定幅度的基准信号。

5.按照权利要求4所述的一种发射机，其特征在于，监视装置通过比例信号控制多个基准信号发生装置，使基准信号发生装置中出现故障的一个进入非工作状态，而其余的基准信号发生装置则进入工作状态保持基准信号的幅度基本不变。

6.按照权利要求5所述的一种发射机，其特征在于，其中的基准信号就是在CDMA通信系统中所用的导频信号。

7.按照权利要求6所述的一种发射机，其特征在于，所述的导频信号是用一预定的伪随机数码和预定的沃尔什码产生的。

8.按照权利要求7所述的一种发射机，其特征在于，所述的预定的沃尔什码为沃尔什码0。

9.按照权利要求8所述的一种发射机，其特征在于，所述的多个基准信号发生装置是安装在各不相同的基底上。

10.按照权利要求9所述的一种发射机，其特征在于，它还包括：

用以产生一用于CDMA通信系统中的同步信号的同步信号发生装置；

用以产生一用于CDMA通信系统中的分页信号的分页信号发生装置；以及

用以产生一用于CDMA通信系统中的电信信号的电信信号发生装置。

11.按照权利要求10述的一种发射机，其特征在于，所述的同步、分页和电信信号是通过使用与所述预定的PN码相同的一PN码和互不相同并与沃尔什码0不同的沃尔什码产生的。

Images