CN1133307C - 使用过零检测的调制设备和方法 - Google Patents

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Abstract

用于CDMA通信系统的扩频设备保持传输信号间的正交性，其中扩展器将第一和第二输入信号与相应的PN序列组合产生第一和第二扩展信号。过零检测器确定零交叉是否出现在第一和第二扩展信号之间以便产生过零检测信号。第一和第二延迟装置分别在第一和第二方向交错第一和第二扩展信号。响应过零检测信号，第一选择器选择第一扩展信号和第一交错信号之一，第二选择器选择第二扩展信号和第二交错信号之一。当零交叉出现时选择第一和第二交错信号，否则便选择第一和第二扩展信号，由此保持传输信号的正交性。

Description

使用过零检测的调制设备和方法
本发明涉及一种用于CDMA通信系统的扩频设备，并特别涉及用于利用过零检测保持信道信号之间正交性的设备和方法。
图1表示用于常规的OQPSK(偏移四相相移键控)DS/CDMA(直接序列/码分多址)通信系统的一种扩频设备。
参照图1，乘法器105将I信道(或I-arm)输入数据DI(t)乘以正交码WI(t)以便正交调制I信道输入数据DI(t)，而乘法器106将Q信道(或Q-arm)输入数据DQ(t)乘以正交码WQ(t)以便正交调制Q信道输入数据DQ(t)。在增益控制器107和108分别增益控制正交调制的I和Q信道信号，并且接着将其加到一个扩展器。
扩展器由乘法器111-114组成。乘法器111将增益控制器107的输出乘以I信道扩展序列PI(t)，乘法器112将增益控制器108的输出乘以I信道扩展序列PI(t)，乘法器113将增益控制器108的输出乘以Q信道扩展序列PQ(t)，并且乘法器114将增益控制器107的输出乘以Q信道扩展序列PQ(t)。减法器115从乘法器111的输出中减去乘法器113的输出，以便产生I信道扩展信号XI(t)，并且加法器116将乘法器112的输出加上乘法器114的输出，以便产生Q信道扩展信号XQ(t)。即，这个扩展器产生从乘法器111和乘法器113输出的信号之间的差作为I信道信号XI(t)，和从乘法器112和114输出的信号的和作为Q信道信号XQ(t)。
此后，OQPSK DS/CDMA系统使用通过FIR(有限脉冲响应)滤波器120和121滤波扩展信号XI(t)和XQ(t)之前的延迟装置119将Q信道扩展信号XQ(t)延迟1/2时间片。即，I信道扩展信号XI(t)通过FIR滤波器120被变换为I信道传输信号SI(t)，并且Q信道扩展信号XQ(t)通过延迟装置119被延迟1/2时间片和接着通过FIR滤波器121变换为Q信道传输信号。
如上所述，常规的扩频设备将Q信道扩展信号XQ(t)延迟1/2时间片以便防止扩展信号XI(t)和XQ(t)的零交叉，因此避免了传输信号SI(t)和SQ(t)的零交叉。通过避免零交叉，FIR滤波的信号在由例如在下一级的功率放大器的一个非线性电路放大以后具有减少的旁瓣的再增长。
CDMA系统使用正交码调制用户信道。在这种情况下，一个信道信号的时间和相位应该与其它信道的时间和相位相一致以便保持两个信道信号之间的正交性。相应地，不象QPSK DS/CDMA系统，图1所示的OQPSK DS/CDMA系统不能保持I信道信号XI(t)和Q信道信号XQ(t)之间的正交性，这就引起了相位误差。即，当在接收机解调OQPSK DS/CDMA系统的输出信号时，即使没有信道噪声，也不能准确保持I信道信号和Q信道信号之间的正交性。这引起由于信道之间干扰造成的相位误差，导致系统性能的退化。
因此，本发明的一个目的是提供能够保持在CDMA通信系统中的传输信号之间的正交性的一种扩频设备和方法。
本发明的另一个目的是提供一种设备和方法，能够通过确定是否出现零交叉在保持正交性的同时避免零交叉，能够如同当不出现零交叉时一样地输出扩频信号，和能够当在CDMA通信系统中出现零交叉时随机延迟扩频信号。
为实现上述目的，提供一种用于CDMA通信系统的扩频设备。在该扩频设备中，一个扩展器使相应的PN序列与第一和第二输入信号相组合以便产生第一和第二扩展信号。一个过零检测器确定在第一和第二扩展信号之间是否出现零交叉，以便产生一个过零检测信号。第一延迟在第一方向上交错第二扩展信号，而第二延迟在第二方向上交错第二扩展信号。响应过零检测信号，第一选择器选择第一延迟装置输出的第一交错信号和第一扩展信号之一，响应过零检测信号，第二选择器选择第二延迟输出的第二交错信号和第二扩展信号之一。因此，当零交叉出现时选择第一和第二交错信号，而当零交叉不出现时选择第一和第二扩展信号，因此保持传输信号的正交性。这里，第一信道是同相信道，而第二信道是正交相位信道。
优选地，第一延迟装置在正向上移动第一扩展信号一个预置时间片，而第二延迟装置在负向上移动第二扩展信号一个预置时间片。例如，第一延迟装置移动第一扩展信号1/4时间片，而第二延迟装置移动第二扩展信号-1/4时间片。
本发明的上面和其它目的，特点和优点从结合附图的下列详细描述中会变得更清楚，附图中相同的标号表示相同的部件。在图中：
图1是表示常规CDMA通信系统的扩频设备的图；
图2是表示根据本发明一个实施例的CDMA通信系统的扩频设备的图；
图3是表示根据本发明第一实施例的图2的过零检测器(241)的图；
图4是表示根据本发明第二实施例的图2的过零检测器(241)的图；
图5是表示根据本发明第三实施例的图2的过零检测器(241)的图；
图6是表示根据本发明一个实施例的图2的随机交错部分(243或245)的图；
图7是表示根据零交叉是否出现在根据本发明的CDMA通信系统的扩频设备中来控制扩展信号输出的过程的流程图；和
图8是表示根据本发明的另一个实施例的扩频设备的图。
根据本发明的OQPSK DS/CDMA系统最佳地保持I信道信号和Q信道信号之间的正交性以便最小化相位误差，因此防止旁瓣的再增长。为此，示例性的实施例确定零交叉是否出现以便当零交叉不出现时正如它们原先那样输出一个I信道信号和Q信道扩展信号，而当零交叉出现时随机交错I信道信号和Q信道扩展信号，因此避免零交叉和最佳地保持正交性。
说明书中使用的术语“延迟”指信号的推延和提前二者，并且术语“随机交错”也具有同样的意思。这里，信号的推延或提前意味着在时间轴上正向或负向移动信号。另外，在实施例中使用的“随机延迟部分”与正常的延迟装置具有相同的功能。
图2表示根据本发明的一个实施例的OQPSK DS/CDMA系统的扩频设备。在该图中，正交码产生器211和221分别产生I信道正交码WI(t)和Q信道正交码WQ(t)。在该实施例中，沃尔什码用做正交码。乘法器213将I信道输入信号DI(t)乘以正交码WI(t)并输出正交调制的信号DI(t)*WI(t)。乘法器223将Q信道输入信号DQ(t)乘以正交码WQ(t)并输出正交调制的信号DQ(t)*WQ(t)。乘法器213和223执行正交调制。增益控制器215控制从乘法器213输出的正交调制的I信道信号的增益。增益控制器215控制从乘法器223输出的正交调制的Q信道信号的增益。
PN(伪随机噪声)序列产生器217和227分别产生I信道PN序列PI(t)和Q信道PN序列PQ(t)。扩展器230将从增益控制器215和225输出的正交调制的I和Q信道信号乘以PN序列PI(t)*PQ(t)，以便扩展正交调制的I和Q信道信号。在扩展器230中，乘法器231将从增益控制器215输出的正交调制的I信道信号DI(t)*WI(t)乘以PN序列PI(t)并且输出信号DI(t)*WI(t)*PI(t)。乘法器232将从增益控制器225输出的正交调制的Q信道信号DQ(t)*WQ(t)乘以PN序列PI(t)并且输出信号DQ(t)*WQ(t)*PI(t)。乘法器233将从增益控制器225输出的正交调制的Q信道信号DQ(t)*WQ(t)乘以PN序列PQ(t)并且输出信号DQ(t)*WQ(t)*PQ(t)。乘法器234将正交调制的I信道信号DI(t)*WI(t)乘以PN序列PQ(t)并且输出信号DI(t)*WI(t)*PQ(t)。减法器235从乘法器231的输出中减去乘法器233的输出并且输出I信道扩展信号XI(t)。这里XI(t)＝DI(t)*WI(t)*PI(t)-DQ(t)*WQ(t)*PQ(t)。加法器236将乘法器232的输出加上乘法器234的输出并且输出Q信道扩展信号XQ(t)。这里XQ(t)＝DQ(t)*WQ(t)*PI(t)+DI(t)*WI(t)*PQ(t)。
过零检测器241接收扩展信号XI(t)和XQ(t)并且确定零交叉是否出现在两个信号之间，以便根据该确定产生过零检测信号ZC。第一随机交错部分243延迟(即推延或提前)I信道扩展信号XI(t)一个给定的时间片单位。第二随机交错部分245延迟Q信道扩展信号XQ(t)该给定的时间片单位。选择器247具有接收I信道扩展信号XI(t)的第一输入节点A、接收第一随机交错部分243的输出的第二输入节点B和接收从过零检测器241输出的过零检测信号ZC的选择节点S。当过零检测信号ZC表示零交叉没出现时选择器247选择I信道扩展信号XI(t)，并且当过零检测信号ZC表示零交叉出现时则选择第一随机交错部分243的输出。选择器249具有接收Q信道扩展信号XQ(t)的第一输入节点A、接收第二随机交错部分245的输出的第二输入节点B和接收从过零检测器241输出的过零检测信号ZC的选择节点S。当过零检测信号ZC表示零交叉没出现时选择器249选择Q信道扩展信号XQ(t)，并且当过零检测信号ZC表示零交叉出现时则选择第二随机交错部分245的输出。
FIR滤波器251 FIR滤波选择器247的输出并输出一个传输信号SI(t)。FIR滤波器253滤波选择器249的输出并输出一个传输信号SQ(t)。
在操作中，乘法器213将I信道输入信号DI(t)乘以正交码WI(t)以便正交调制I信道输入信号DI(t)，和乘法器223将Q信道输入信号DQ(t)乘以正交码WQ(t)以便正交调制Q信道输入信号DQ(t)。正交调制的I和Q信道信号分别在增益控制器215和225中受到增益控制，并且接着在扩展器230中被扩展为扩展信号XI(t)和XQ(t)。
为产生扩展信号XI(t)和XQ(t)，乘法器231将从增益控制器215输出的正交调制的I信道信号乘以PN序列PI(t)以便产生一个扩展信号，和乘法器233将从增益控制器225输出的正交调制的Q信道信号乘以PN序列PQ(t)以便产生一个扩展信号。减法器235接着计算从乘法器231和233中输出的扩展信号之间的差和输出该差作为I信道扩展信号XI(t)。而且，乘法器232将从增益控制器225输出的正交调制的Q信道信号乘以PN序列PI(t)以便产生一个扩展信号，和乘法器234将从增益控制器215输出的正交调制的I信道信号乘以PN序列PQ(t)以便产生一个扩展信号。加法器236接着将从乘法器232和234输出的扩展信号相加以便输出该Q信道扩展信号XQ(t)。
根据本发明的OQPSK DS/CDMA系统检测在FIR滤波扩展信号XI(t)和XQ(t)之前的它们的过零交叉，并且当检测到零交叉时执行OQPSK调制。即，当零交叉出现在扩展信号XI(t)和XQ(t)之间时，DS/CDMA系统执行OQPSK调制以便保持I信道信号XI(t)和Q信道信号XQ(t)之间的1/2时间片偏差，由此防止I信道传输信号SI(t)和Q信道传输信号SQ(t)之间的零交叉。但是，当零交叉不出现在扩展信号XI(t)和XQ(t)之间时，DS/CDMA系统执行PQSK调制以便最佳保持I信道信号XI(t)和Q信道信号XQ(t)之间的正交性，因此最小化相位误差。
这里，过零检测器241确定零交叉是否出现在扩展信号XI(t)和XQ(t)之间，和当零交叉不出现时产生过零检测信号ZC＝0。因此，该系统用做一个QPSKDS/CDMA系统。在这种情况下，选择器247选择扩展信号XI(t)和FIR滤波器251滤波被选择的扩展信号XI(t)以便输出SI(t)。同样，选择器249选择扩展信号XQ(t)和FIR滤波器253滤波XQ(t)以便输出SQ(t)。
图3到图5表示根据本发明的不同实施例的过零检测器241。图3表示对于扩展信号XI(t)和XQ(t)具有二进制值的情况下的过零检测器，图4表示对于扩展信号XI(t)和XQ(t)具有多电平值的情况下的过零检测器，和图5表示对于扩展信号XI(t)和XQ(t)具有多电平值和扩展信号之一具有零值的情况下的过零检测器。这种过零检测器214确定扩展信号XI(t)和XQ(t)是否经过该零点，以便当它们经过零点时输出ZC＝1和当它们不经过零点时输出ZC＝0。
参照图3，当扩展信号XI(t)和XQ(t)具有二进制值时，过零检测器241检测第(n-1)扩展信号XI(n-1)和XQ(n-1)以及第n扩展信号XI(n)和XQ(n)同时改变它们的电平的情况。即，触发器311延迟信号XI(n)一个时钟周期以便输出信号XI(n-1)和触发器313延迟信号XQ(n)一个时钟周期以便输出信号XI(n-1)。异或门315异或信号XI(n)和信号XI(n-1)，和异或门317异或信号XQ(n)和信号XQ(n-1)。与门319与运算异或门315和异或门317的输出以便输出过零检测信号ZC。
图3的过零检测器214检测零交叉和输出过零检测信号ZC＝1，当XI(n)＝1和XQ(n)＝1时用于XI(n-1)＝0和XQ(n-1)＝0，当XI(n)＝1和XQ(n)＝0时用于XI(n-1)＝0和XQ(n-1)＝1，当XI(n)＝0和XQ(n)＝1时用于XI(n-1)＝1和XQ(n-1)＝0，或当XI(n)＝0和XQ(n)＝0时用于XI(n-1)＝1和XQ(n-1)＝1。否则，过零检测器241输出过零检测信号ZC＝0。
下面参照图4，当信号XI(t)和信号XQ(t)是多电平信号时，过零检测器241检测第(n-1)信号XI(n-1)和XQ(n-1)和第n信号XI(n)和XQ(n)同时地改变它们的符号的情况。符号检测器411和413检测信号XI(n)和XQ(n)的最高有效位(MSB)并输出它们作为符号位。触发器415延迟信号XI(n)的符号位一个时钟周期以便输出信号XI(n-1)的符号位，和触发器417延迟信号XQ(n)的符号位一个时钟周期以便输出信号XQ(n-1)的符号位。异或门419异或运算信号XI(n)和XI(n-1)的符号位，而异或门421异或运算信号XQ(n)和XQ(n-1)的符号位。与门423与异运算或门419和421的输出以便输出过零检测信号ZC。
相应地，图4的过零检测器检测零交叉和输出过零检测信号ZC＝1，当sgn[XI(n)，XQ(n)]＝-，-时用于sgn[XI(n-1)，XQ(n-1)]＝+，+，当sgn[XI(n)，XQ(n)]＝-，+时用于sgn[XI(n-1)，XQ(n-1)]＝+，-，当sgn[XI(n)，XQ(n)]＝+，-时用于sgn[XI(n-1)，XQ(n-1)]＝-，+或sgn[XI(n)，XQ(n)]＝+，+时用于sgn[XI(n-1)，XQ(n-1)]＝-，-。这里，sgn(X，Y)相应于取信号“X”和“Y”的符号的操作。否则，过零检测器241输出过零检测信号ZC＝0。在大多数情况下，符号位检测器411取最高有效位以便检测符号位。
另外，参照图5，当扩展信号XI(t)和XQ(t)是多电平信号和信号之一具有零值时，过零检测器241检测具有非零值的第(n-1)信号XI(n-1)或XQ(n-1)在第n个信号XI(n)或XQ(n)改变它的符号位的情况。
符号检测器511检测扩展信号XI(n)的最高有效位和输出检测的位作为一个符号位。比较器515将该扩展信号XI(n)与一个信号值“0”作比较。触发器521延迟该扩展信号XI(n)的符号位一个时钟周期以便输出该信号XI(n-1)符号位。触发器523延迟比较器515的输出一个时钟周期。异或门529异或扩展信号XI(n)和XI(n-1)的符号位。异或门531异或比较器515的输出和触发器523的输出，和与门537与运算异或门529和531的输出。
符号检测器513检测扩展信号XQ(n)的最高有效位和输出该检测的位作为符号位。比较器517将该扩展信号XQ(n)与一个信号值“0”作比较。触发器525延迟该扩展信号XQ(n)的符号位一个时钟周期以便输出该信号XQ(n-1)符号位。触发器527延迟比较器517的输出一个时钟周期。异或门533异或扩展信号XQ(n)和XQ(n-1)的符号位。异或门535异或比较器517的输出和触发器527的输出，和与门539与异运算或门533和535的输出。
或门541或运算与门537和539的输出以便输出过零检测信号ZC。
相应地，图5的过零检测器241检测零交叉和输出过零检测信号ZC＝1，当XI(n)＝0和sgn[XQ(n)]＝-时对于XI(n-1)＝0和sgn[XQ(n-1)]＝+，当XI(n)＝0和sgn[XQ(n)]＝+时用于XI(n-1)＝0和sgn[XQ(n-1)]＝-，当sgn[XI(n)]＝-和XQ(n)＝0时用于sgn[XI(n-1)]＝+和XQ(n-1)＝0，或当sgn[XI(n)]＝+和XQ(n)＝0时用于sgn[XI(n-1)]＝-和XQ(n-1)＝0，。这里，sgn(X)相应于取信号“X”的符号的操作。否则，过零检测器241输出过零检测信号ZC＝0。在大多数情况下，符号位检测器511和513取最高有效位以便检测符号位。
而且，除图3到图5所示的结构外，在扩展信号XI(t)和XQ(t)经历了概念上的零交叉的情况下还可能构造一个相似的过零检测器。
过零检测器241确定零交叉是否出现在扩展信号XI(t)和XQ(t)之间和当检测到零交叉出现时产生过零检测信号ZC＝1。当ZC＝1时，该系统用做OQPSKDS/CDMA系统。在这种情况下，选择器247选择在第一随机交错部分243中被推延或提前该时间片单位的扩展信号XI(t)，和FIR滤波器251滤波第一随机交错部分243的输出以便输出传输信号SI(t)。另外，选择器249选择在第二随机交错部分245中被推延或提前该时间片单位的扩展信号XQ(t)，和FIR滤波器253滤波第二随机交错部分245的输出以便输出传输信号SQ(t)。
假定I信道和Q信道信号应该具有1/2时间片相位差，第一随机交错部分243和第二随机交错部分245可以以下面几种方法实现：
在第一种方法中，产生一个随机数。当产生的随机数是一个正数(+)时，扩展信号XI(t)被延迟+1/4时间片和扩展信号XQ(t)被延迟-1/4时间片，这样保持扩展信号XI(t)和XQ(t)之间的1/2时间片差。相反，当产生的随机数是一个负数(-)时，扩展信号XI(t)被延迟-1/4时间片和扩展信号XQ(t)被延迟+1/4时间片，这样保持扩展信号XI(t)和XQ(t)之间的1/2时间片差。
在第二种方法中，产生一个随机数。当产生的随机数是一个正数(+)时，扩展信号XI(t)被延迟-1/4时间片和扩展信号XQ(t)被延迟+1/4时间片，这样保持扩展信号XI(t)和XQ(t)之间的1/2时间片差。相反，当产生的随机数是一个负数(-)时，扩展信号XI(t)被延迟+1/4时间片和扩展信号XQ(t)被延迟-1/4时间片，这样保持扩展信号XI(t)和XQ(t)之间的1/2时间片差。
图6表示随机交错部分243(或245)的结构。参照图6，为保持I信道信号和Q信道信号之间的1/2时间片差，一个提前时钟CK1对于基准时钟提前+1/4时间片和一个滞后时钟CK2相对于基准时钟推迟-1/4时间片。随机序列发生器619产生随机序列。这里，随机序列产生器619可以是一个PN(伪随机噪声)序列发生器。在图中，触发器611到613和选择器621构成第一随机交错部分243，触发器615及617和选择器623构成第二随机交错部分245。
在操作中，根据随机序列发生器619的输出，信号RI(n)对于在一个基准时间的扩展信号XI(t)被延迟+/-1/4时间片和信号RQ(n)对于在一个基准时间的扩展信号XQ(t)被延迟-/+1/4时间片。相应地，信号RI(n)和RQ(n)也具有1/2时间片差。尽管零交叉出现在信号XI(n)和XQ(n)之间，但是保持信号RI(n)和RQ(n)之间的1/2时间片差，以避免零交叉。
图7是表示在根据本发明的CDMA通信系统中用于确定零交叉是否出现在两个不同信道信号之间的过程的流程图。参照图7，当在步骤711接收新的I信道信号XI(n)和XQ(n)时，在步骤713分析当前的I信道和Q信道信号XI(n)和XQ(n)以及以前的I信道和Q信道信号XI(n-1)和XQ(n-1)。在步骤715以图3，4和5所示的方式确定零交叉是否出现在I信道信号XI(n-1)和XI(n-1)与Q信道信号XQ(n)和XQ(n-1)之间。当在步骤715确定零交叉没出现在I信道信号和Q信道信号之间时，在步骤719输出当前的输入信号XI(n)和XQ(n)作为没有偏差的传输信号。当调制没有偏差的输入信号以后，分别存储信号XI(n)和XQ(n)作为信号XI(n-1)和XQ(n-1)，为下一个阶段做准备。
但是，在步骤715当零交叉出现在I信道信号XI(n)和Q信道信号XQ(n)之间时，这样控制I信道信号XI(n)和Q信道信号XQ(n)以便具有以时间片为单位的偏差。对于该偏差，可能通过在不同方向上交错信号XI(n)和XQ(n)或通过利用一个预定值交错信号XI(n)和XQ(n)之一提供一个预定偏差。另外，可能通过交错信号XI(n)和XQ(n)一个固定值或一个随机值提供所需的偏差。当这样交错信号XI(n)和XQ(n)以便具有该偏差值时，信号XI(n)和XQ(n)之间不出现零交叉。接着，在步骤719，偏移一个预定值的信号XI(n)和XQ(n)被调制和输出作为传输信号。在偏移该输入信号以便调制它们之后，存储信号XI(n)和XQ(n)分别作为XI(n-1)和XQ(n-1)，为下一个阶段做准备。
相应地，根据本发明的扩频设备包括这样的技术方案，该方案可检测I(同相)信道信号和Q(正交相位)信道信号的零交叉，以便当零交叉出现时提供I信道信号和Q信道信号之间的差(或偏移)从而防止I信道和Q信道信号同时改变，并且当零交叉不出现时像原先那样发送I信道和Q信道信号。因此，当零交叉不出现在两个信道信号之间时该实施例像原先那样发送信道信号，并且当零交叉出现时提供I和Q信道信号之间的偏移以防止传输前的零交叉。即，该实施例只当零交叉出现时才检测I信道信号和Q信道信号之间的零交叉的出现，以防止传输前它们之间的偏移。
这里，为防止I信道信号和Q信道信号之间的偏移，如图2所示，该实施例分别在I信道和Q信道上包括随机交错部分243和244，并且例如使用随机交错部分243和245延迟相应的信道信号1/4时间片。但是，可以理解，可以使用信号延迟或提前技术而不使用信号随机交错技术。即，在过零检测时，可能使用固定地延迟I信道信号+1/4时间片和Q信道信号-1/4时间片的技术。另外，当时间T比一个时间片时间短时，也可能延迟(推延或提前)I信道信号+T和Q信道信号-T，而不是1/4时间片。
而且，还可能将随机交错部分连接到I信道和Q信道中的选择的一个信道，而不是将随机交错部分连接到I信道和Q信道二者。图8表示仅在Q信道上具有随机交错部分的扩频设备。
参照图8，正交码产生器211和221分别产生I信道正交码WI(t)和Q信道正交码WQ(t)。在该实施例中，沃尔什码用于正交码。乘法器213将I信道输入信号DI(t)乘以正交码WI(t)和输出正交调制的信号DI(t)*WI(t)。乘法器223将Q信道输入信号DQ(t)乘以正交码WQ(t)和输出正交调制的信号DQ(t)*WQ(t)。乘法器213和223执行正交调制。增益控制器215控制从乘法器213输出的正交调制的I信道信号。增益控制器225控制从乘法器223输出的正交调制的Q信道信号。
PN序列产生器217和227分别产生I信道PN序列PI(t)和Q信道PN序列PQ(t)。扩展器230将从增益控制器215和225输出的正交调制的I和Q信道信号分别乘以PN序列PI(t)和PQ(t)，以便扩展正交调制的I和Q信道信号。在扩展器230中，乘法器231将从增益控制器215输出的正交调制的I信道信号DI(t)*WI(t)乘以PN序列PI(t)和输出一个信号DI(t)*WI(t)*PI(t)。乘法器232将从增益控制器225输出的正交调制的Q信道信号DQ(t)*WQ(t)乘以PN序列PI(t)和输出一个信号DQ(t)*WQ(t)*PI(t)。乘法器233将从增益控制器225输出的正交调制的Q信道信号DQ(t)*WQ(t)乘以PN序列PQ(t)和输出一个信号DQ(t)*WQ(t)*PQ(t)。乘法器234将正交调制的I信道信号DI(t)*WI(t)乘以PN序列PQ(t)和输出一个信号DI(t)*WI(t)*PQ(t)。减法器235从乘法器231的输出中减去乘法器233的输出和输出一个I信道扩展信号XI(t)。这里，XI(t)＝DI(t)*WI(t)*PI(t)-DQ(t)*WQ(t)*PQ(t)。加法器236将乘法器232的输出加上乘法器234的输出和输出一个Q信道扩展信号XQ(t)。这里，XQ(t)＝DQ(t)*WQ(t)*PI(t)+DI(t)*WI(t)*PQ(t)。
过零检测器812接收扩展信号XI(t)和XQ(t)并且确定零交叉是否出现在两个信号之间，以便根据该确定产生一个过零检测信号ZC。过零检测器812可以与图3，4和5所示的操作和结构具有相同的操作和结构。随机交错部分814可以延迟或提前Q信道信号1个时间片单位。随机交错部分814可以与图6所示的操作和结构具有相同的操作和结构。这里，随机交错部分814可以延迟或提前Q信道信号XQ(t)1/2时间片单位。选择器816具有接收Q信道扩展信号XQ(t)的第一输入节点A、接收随机交错部分812的输出的第二输入节点B和接收从过零检测器812输出的过零检测信号ZC的选择节点S。当过零检测信号ZC表示零交叉没出现时选择器816选择Q信道扩展信号XQ(t)，并且当过零检测信号ZC表示零交叉出现时选择第二随机交错部分816的输出。
FIR滤波器251 FIR滤波选择器247的输出并输出一个传输信号SI(t)。FIR滤波器253 FIR滤波选择器249的输出并输出一个传输信号SQ(t)。
当零交叉出现时，图8的扩频设备仅延迟Q信道信号1/2时间片单位以便避免零交叉。但是，当零交叉不出现时，以图2所述的相同方式象原先一样发送I信道信号和Q信道信号(没有延迟)。尽管图8表示随机交错部分连接到Q信道的一个示例的结构，随机交错部分也可能连接到I信道。
尽管本发明已经参照根据过零检测选择性地使用QPSK或OQPSK调制的DS/CDMA系统进行了描述，但是本发明原理还可以应用到混合使用QPSK和OQPSK调制的非DS/CDMA系统。在这种情况下，分别输入从FIR滤波器251和253输出的信号作为QPSK调制器的I和Q信道信号。
如上所述，根据本发明的OQPSK DS/CDMA系统检测I信道和Q信道之间扩展信号的零交叉的出现，当零交叉不出现时使用QPSK调制保持信道之间的正交性，和当零交叉出现时利用随机交错使用OQPSK调制避免扩展信号之间的零交叉。相应地，可能防止旁瓣的再增长和最小化由于I信道信号和Q信道信号之间的非正交性引起的相位误差，这是OQPSK调制的缺陷。
虽然已经参照特定优选实施例表示和描述了该发明，但是本领域技术人员可以理解在不脱离由所附权利要求书确定的本发明的精神和范围的情况下可以作出形式上和细节上的种种改变。

Claims (39)

1.一个调制设备包括：
一个过零检测器，用于确定零交叉是否出现在第一输入信号和第二输入信号之间；
第一延迟装置，用于在第一方向延迟第一输入信号一个预定周期；
第二延迟装置，用于在第二方向延迟第二输入信号该预定周期；
选择器，当零交叉出现时选择第一和第二延迟装置的输出作为第一和第二信道信号，和当零交叉不出现时选择第一和第二输入信号作为第一和第二信道信号；和
QPSK(正交相移键控)调制器，用于调制第一和第二信道信号。
2.如权利要求1所述的调制设备，其特征在于其中第一延迟装置正向移动第一输入信号该预定周期，而第二延迟装置负向移动第二输入信号该预定周期。
3.如权利要求1所述的调制设备，其特征在于其中第一延迟装置负向移动第一输入信号该预定周期，而第二延迟装置正向移动第二输入信号该预定周期。
4.如权利要求1所述的调制设备，其特征在于其中第一信道是同相信道，而第二信道是正交相位信道。
5.一个调制设备包括：
一个过零检测器，用于确定零交叉是否出现在第一输入信号和第二输入信号之间；
一个延迟装置，用于移动第一输入信号一个预定周期；
一个选择器，当零交叉出现时选择延迟装置的输出和第二输入信号作为第一和第二信道信号，和当零交叉不出现时选择第一和第二输入信号作为第一和第二信道信号；和
调制器，用于QPSK调制第一和第二信道信号。
6.如权利要求5所述的调制设备，其特征在于其中所述的延迟装置正向移动第一输入信号该预定周期。
7.如权利要求5所述的调制设备，其中所述的延迟装置负向移动第一输入信号该预定周期。
8.如权利要求5所述的调制设备，其特征在于其中第一信道是同相信道。
9.如权利要求5所述的调制设备，其特征在于其中第一信道是正交相位信道。
10.用于CDMA(码分多址)通信系统的一个扩频设备，包括：
一个扩展器，用于将第一和第二输入信号与相应的PN(伪随机噪声)序列组合以便产生第一和第二扩展信号；
一个过零检测器，用于确定零交叉是否出现在第一扩展信号和第二扩展信号之间，以便产生一个过零检测信号；
一个第一延迟装置，用于在第一方向交错第一扩展信号；
一个第二延迟装置，用于在第二方向交错第二扩展信号；
第一选择器，响应该过零检测信号从第一延迟装置输出的第一交错信号和第一扩展信号之一进行选择；和
第二选择器，响应过零检测信号从第二延迟装置输出的第二交错信号和第二扩展信号之一中进行选择；
因此当零交叉出现时选择第一和第二交错信号，而当零交叉不出现时选择第一和第二扩展信号，由此保持传输信号的正交性。
11.如权利要求10所述的扩频设备，其特征在于其中第一延迟装置正向将第一扩展信号移动一个预定时间片和第二延迟装置负向将第二扩展信号移动一个预定时间片。
12.如权利要求11所述的扩频设备，其特征在于其中第一延迟将第一扩展信号移动+1/4时间片，而第二延迟将第二扩展信号移动-1/4时间片。
13.如权利要求10所述的扩频设备，其特征在于其中第一延迟装置负向将第一扩展信号移动一个预定时间片和第二延迟装置正向将第二扩展信号移动一个预定时间片。
14.如权利要求13所述的扩频设备，其特征在于其中第一延迟装置将第一扩展信号移动-1/4时间片，而第二延迟装置将第二扩展信号移动+1/4时间片。
15.如权利要求10所述的扩频设备，其特征在于其中第一信道是同相信道，而第二信道是正交相位信道。
16.如权利要求10所述的扩频设备，其特征在于其中第一输入信号和第二输入信号分别是与相应的正交码组合的第一正交调制的信号和第二正交调制的信号。
17.一个用于CDMA通信系统的扩频设备，包括：
一个扩展器，用于将第一和第二输入信号与相应的PN序列组合产生第一和第二扩展信号；
一个过零检测器，用于确定零交叉是否出现在第一扩展信号和第二扩展信号之间，以便产生一个过零检测信号；
一个延迟装置，用于交错第一扩展信号；和
一个选择器，响应过零检测信号从该延迟装置中选择一个交错的信号和第二扩展信号；
从而当零交叉出现时选择第一扩展信号和交错的信号，和当零交叉不出现时选择第一和第二扩展信号，因此保持传输信号的正交性。
18.如权利要求17所述的扩频设备，其特征在于其中该延迟装置正向将第一扩展信号移动一个预定时间片。
19.如权利要求18所述的扩频设备，其特征在于其中该延迟装置将第一扩展信号移动+1/2时间片。
20.如权利要求17所述的扩频设备，其特征在于其中该延迟装置将第一扩展信号负向移动一个预定时间片。
21.如权利要求20所述的扩频设备，其特征在于其中该延迟装置将第一扩展信号移动-1/2时间片。
22.如权利要求17所述的扩频设备，其特征在于其中第一信道是同相信道。
23.如权利要求17所述的扩频设备，其特征在于其中第一信道是正交相位信道。
24.如权利要求17所述的扩频设备，其特征在于其中第一输入信号和第二输入信号分别是与相应的正交码组合的第一正交调制的信号和第二正交调制的信号。
25.一种用于CDMA通信系统的扩频防法，包括步骤：
将第一和第二输入信号与相应的PN序列组合以产生第一和第二扩展信号；
确定零交叉是否出现在第一扩频信号和第二扩频信号之间以便产生一个过零检测信号；
交错第一扩展信号；和
当零交叉出现时选择交错的信号和第二扩展信号而当零交叉不出现时选择第一和第二扩展信号。
26.如权利要求25所述的扩频方法，其特征在于其中交错步骤包括将第一扩展信号正向移动一个预定时间片的步骤。
27.如权利要求26所述的扩频方法，其特征在于其中交错步骤包括将第一扩展信号移动+1/2时间片的步骤。
28.如权利要求25所述的扩频方法，其特征在于其中交错步骤包括将第一扩展信号负向移动一个预定时间片的步骤。
29.如权利要求28所述的扩频方法，其特征在于其中交错步骤包括将第一扩展信号移动-1/2时间片的步骤。
30.如权利要求25所述的扩频方法，其特征在于其中第一信道是一个同相信道。
31.如权利要求25所述的扩频方法，其特征在于其中第一信道是一个正交相位信道。
32.如权利要求25所述的扩频方法，其特征在于其中第一输入信号和第二输入信号分别是与相应的正交码组合的第一正交调制的信号和第二正交调制的信号。
33.一个用于CDMA通信系统的扩频方法，包括：
将第一和第二输入信号与相应的PN序列组合以产生第一和第二扩展信号；
确定零交叉是否出现在第一扩频信号和第二扩频信号之间以便产生一个过零检测信号；
分别在第一方向上交错第一扩展信号和在第二方向上交错第二扩展信号；和
当零交叉出现时选择交错的信号和第二扩展信号和当零交叉不出现时选择第一和第二扩展信号。
34.如权利要求33所述的扩频方法，其特征在于其中交错步骤包括将第一扩展信号正向移动一个预定时间片和将第二扩展信号以负向移动一个预定时间片的步骤。
35.如权利要求26所述的扩频方法，其特征在于其中交错步骤包括将第一扩展信号移动+1/4时间片和将第二扩展信号移动-1/4时间片的步骤。
36.如权利要求33所述的扩频方法，其特征在于其中交错步骤包括将第一扩展信号负向移动一个预定时间片和将第二扩展信号正向移动一个预定时间片的步骤。
37.如权利要求36所述的扩频方法，其特征在于其中交错步骤包括将第一扩展信号移动-1/4时间片和将第二扩展信号移动+1/4时间片的步骤。
38.如权利要求33所述的扩频方法，其特征在于其中第一信道是一个同相信道和第二信道是一个正交相位信道。
39.如权利要求33所述的扩频方法，其特征在于其中第一输入信号和第二输入信号分别是与相应的正交码组合的第一正交调制的信号和第二正交调制的信号。
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