CN1136668C - 用于码分多址下行链路同步码传输的格式和基于此传输格式的码分多址通信系统 - Google Patents

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Abstract

涉及同步码传输的扩频通信系统内的每个传输帧被分成多个时隙。每个时隙包括主(导频)码p和从(合并)码s/lci，从码包括标识或指示帧定时及同步扰码的信息。这种有关帧定时及扰码的信息可以用合并码s/lci本身编码，也可以用帧内多个合并码序列的调制值编码。或者，该信息用每个帧中发送的多个合并码s/lci序列编码，以及用帧内的多个合并码序列的调制值编码。亦或，该信息用帧的每个时隙内合并码s/lci相对于它所关联的主码p的传输定时来编码。

Description

用于码分多址下行链路同步码传输的格式和基于此传输格式的码 分多址通信系统
有关申请的参照
本专利申请涉及序列号为No.08/884,002的美国专利申请，题为“MOBILE STATION SYNCHRONIZATION WITHIN A SPREAD SPECTRUMCOMMUNICATION SYSTEM(扩频通信系统内移动站的同步)”，1997年6月27日提交(34645-278USPT)。
发明背景
发明的技术领域
本发明涉及扩频通信系统，而且更具体地涉及由移动站执行服务小区搜索行动，以便捕获与基站的时间同步并且获得在扩频通信系统中所使用的由服务小区所特定的长码。
有关技术描述
蜂窝电话业已经在整个世界的商业运作中取得了显著进步。主要大城市中的发展远远超过了预期而且超过了系统容量。如果这种趋势持续下去，迅速发展的影响不久就会波及甚至最小的市场。与持续发展有关的主要问题是顾客数量不断发展，而分配给蜂窝业务提供者传输射频通信所用的电磁频谱量却是有限的。需要革新性的解决方案在有限可用的频谱中满足这些不断增长的容量需求并且保持高质量的服务以及避免价格的上升。
目前，信道接入主要是使用频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)方法。在频分多址系统中，物理通信信道包括一段集中了信号发射能量的单个射频频段。在时分多址系统中，物理通信信道包括同一射频上的周期性时间段串中的一个时隙。尽管从FDMA和TDMA通信系统得到了满意的性能，但是由于顾客增长带来的信道阻塞普遍出现。因此，现在建议、考虑并实施另一种信道接入方法。
扩频包含一种通信技术，它在无线通信中作为一种新的信道接入方法而找到了商业用途。扩频系统是第二次世界大战以来出现的。早期应用主要面向军用(涉及智能干扰和雷达)。但是，目前在通信应用中使用扩频系统日益引起重视，包括数字蜂窝无线、陆地蜂窝无线以及室内/室外个人通信网络。
扩频与常规的TDMA和FDMA通信系统极为不同。例如，在直接序列码分多址(DS-CDMA)扩频发射机中，基本符号速率的给定专用或公用信道的数字符号流被扩展到码片(chip)速率。这种扩频操作包括给符号流提供一个唯一的信道扩频码(有时称为特征序列)，增加其速率(带宽)同时增加了冗余性。通常，在扩频过程中数字符号流被乘以唯一的数字码。包括所得数据序列(码片)的中间信号则被加入与其它信道有关的其它类似处理(即，扩频)的中间信号。基站唯一的扰码(通常称为“长码”，因为在大多数情况下比扩频码长)则被提供给叠加的中间信号，产生在通信媒介上多信道传输的输出信号。专用/公用信道所关联的中间信号最好是共享一个传输通信频率，多个信号在频域和时域看起来彼此是重叠的。尽管如此，因为所提供的扩频码是信道唯一的，因此在共享通信频率上发射的每个中间信号也是唯一的，而且通过在接收机中使用恰当的处理技术就可以彼此区分开来。
在DS-CDMA扩频移动站(接收机)中，接收信号通过提供(即相乘或匹配)恰当的扰码和扩频码而被解扩，或从所需的发射信号中去掉编码并返回到基本符号速率。尽管如此，当该扩频码提供给其它发射和接收的中间信号时，只会产生噪声。解扩操作因此有效地包括了相关处理，将接收信号与恰当的数字码比较，从信道中恢复所需的信息。
在扩频通信系统基站和移动站之间出现任何射频通信或信息传递之前，移动站必须找到并将其自身同步到基站的定时参考。这个过程在本领域统称为“服务小区搜索(cell searching)”。例如，在直接序列码分多址扩频通信系统中，移动站必须找到这种定时参考时钟的下行链路码片边界、符号边界以及帧边界。为这种同步问题而实施的最通常解决方法是使基站周期性发射(以Tp为重复周期)，移动站检测并处理可识别的长度为Np个码片的导频码 Cp，如图1所示。在本领域也可以将导频码称为长码屏蔽符号的扩频码。这个导频码用已知的调制来发送，没有任何长码扰码。在一种类型的CDMA通信系统中，每个基站使用从一组可用的导频码中取得的不同的已知导频码。在另一种类型的CDMA通信系统中，所有基站使用相同导频码，基站之间的区别通过使用导频码发送的不同相位偏移来识别。
在移动站的扩频接收机中，接收信号被解调并提供给与导频码(多个)匹配的滤波器。当然，应该理解导频码处理也可以使用另外的检测方案，例如滑动相关。匹配滤波器输出峰值出现的次数与周期性发射的导频码的接收次数相对应。由于多径传播的影响，可以检测到与单个导频码传输有关的几个峰值。从用已知方式对这些接收峰值的处理中，可以在重复周期等于Tp的模糊范围内找到相对发射基站的定时参考。如果重复周期等于帧长，那么这个定时参考可以用于同步移动站和基站相对帧定时的通信操作。
尽管可以选择以码片为单位的任意长度Np发射导频码 Cp，但是实际上以码片为单位的长度Np受到移动站接收机中实现的匹配滤波器复杂度的制约。同时，希望限制导频码信号/信道传输的瞬时峰值功率
Figure C9881068400091
以便不会引起对其它扩频发射信号/信道的高瞬时干扰。为了相对于给定某个码片长度Np的导频码传输，得到足够的平均功率，在CDMA通信系统中使用比帧长Tf短的导频码重复周期Tp就变得有必要了，如图2所示。
在单个帧长Tf内发射多个导频码 Cp的另一个原因是以本领域技术人员已知的压缩模式支持频率间的下行链路同步。对于压缩模式处理，给定载频上的下行链路同步仅在帧的一部分中而不是(跨越)整帧上来实现。对于每帧只有一个导频码 Cp，压缩模式处理可能在一个相当长的时间段上完全不能检测到导频码。通过每帧发射多个导频码Cp，每帧就给出了多个机会用于压缩模式处理检测，而且至少一个导频码发送能够被检测到。
但是，在单个帧长Tf内发多个导频码 Cp会出现与接收和同步有关的缺点。同样，接收信号被解调并提供给与已知导频码匹配的滤波器(或相关器)。匹配滤波器的输出峰值出现的次数与周期性发射的导频码的重复次数相对应。从这些峰值的处理中，可以用本领域熟知的方法找到与导频码重复周期Tp有关的发射基站的定时参考。但是，这个定时参考相对帧定时有一定模糊性，因此不能对基站/移动站帧同步到定时参考提供足够信息。模糊性意味着帧的边界(即，它的同步)不能只从检测导频码峰值来识别。
服务小区搜索的过程还可以包括得到下行链路上用于对专用及公共信道通信扰码的服务小区特定的长码。专用信道包括业务和控制信道，公共信道也包括业务和控制信道(可以包括广播控制信道(BCCH))。长码组码 Clci优选地与导频码 Cp同步发送(而且最好与之正交)，如图3所示。这个长码组码用已知调制发送而且没有任何长码扰码。每个长码组码 Clci表示服务小区用于传输的特定长码所属的长码总集中的特定子集。例如，共有128个长码，组成四个子集，其每个子集为32个码。通过识别所发送的长码组码 Clci，在本例中接收机可以把长码捕获搜索缩窄到只有接收长码组码 Clci所标识的子集中所含的32个长码。
帧定时信息可以从接收的导频码 Cp和长码组码 Clci的组合处理中找到。首先移动站通过将 Cp匹配滤波器提供给接收信号并识别峰值来识别导频码定时。从这些峰值中，可以找到相对时隙的定时参考。尽管帧定时存在模糊性，但是所确定的时隙位置标识了长码组码 Clci的同时发送定时。然后在已知的时隙位置进行相关，得到长码组码 Clci标识。这个标识可以减少用于传输的可能的服务小区特定长码的数目。最后，在每个已知时隙对每个减少了数目的长码(即， Clci标识的子集中所含的那些长码)进行相关，以确定传输使用了哪个服务小区特定的长码并提供相位偏移参考。一旦找到了相位偏移，帧定时就被识别出来了。
结合单个帧长Tf内多个导频码 Cp的传输，帧定时的确定可以借助于另外的方式，该方式在序列号为No.08/884,002的美国专利申请US5,991,330中揭示，题为“MOBILE STATION SYNCHRONIZATION WITHIN A SPREADSPECTRUM COMMUNICATIONS SYSTEM(扩频通信系统内移动站的同步)”，1997年6月27日提交，其方法是使每个时隙不仅包括导频码Cp(如上面描述的图2所示)，并且包括用已知调制发射的帧同步码Cs，而且没有长码扰码，如图4所示。每个时隙中的导频码是相同的并跨越重复的帧。但是，帧同步码对帧中的每个时隙是唯一的，并在每帧中重复。
为了得到帧定时信息，移动站首先通过将 Cp匹配的滤波器应用到接收信号并识别峰值从而识别导频码定时。从这些峰值中可以找到相对时隙的定时参考。尽管这个定时参考相对帧定时是模糊的，但是时隙位置知识间接地指出了每个所定位时隙中帧同步码 Cs的位置。然后，在帧同步码位置处，移动站将已知的帧同步码 Cs的集合与接收信号相关。假定每个帧同步码 Cs的位置相对帧边界是已知的，一旦在该位置找到了相关匹配，相对于它的帧边界(而且因此帧定时)也就已知了。
尽管前述得到同步信息的方法提供了满意的结果，但是它们的效率还很不够。例如，长码组码 Clci的处理没有直接提供帧定时指示，因此要求在每个标识的时隙位置处进行额外的相关以便确定帧同步。相反，尽管帧同步码 Cs的处理提供了帧定时指示，但是服务小区搜索过程的完成还需要进行额外的相关以便确定用于传输的服务小区特定的长码。在每种情况下，所进行的额外相关都占用了有价值的处理资源，实现起来很复杂，而且延缓了服务小区搜索过程。于是，在服务小区搜索过程中需要得到帧定时指示和长码指示的更有效方法。
发明概述
将涉及同步码传输的扩频通信系统内基站传输的每个帧分成多个时隙。每个时隙包括主同步码 Cp和从同步码 Cs/lci(此后称为合并码)，从码包括帧同步(s)及扰码或长码指示(lci)信息。在本发明的第一实施例中，帧定时及扰码信息用合并码 Cs/lci本身来编码，也可以用帧内多个合并码序列的调制值来编码。在本发明的第二实施例中，帧定时及扰码信息用每个帧中发送的多个合并码 Cs/lci序列来编码，以及用帧内的多个合并码序列的调制值来编码。合并码本身的附加编码(如在第一实施例中)可以用于提供进一步的帧定时和扰码信息。最后在本发明的第三实施例中，帧定时及扰码信息用帧的每个时隙内的合并码 Cs/lci相对于它所关联的导频码 Cp的传输定时编码。合并码本身以及调制序列的附加编码(如在第一实施例中)可以用于提供进一步的帧定时和扰码信息。
附图的简要描述
本发明方法及设备的更完整理解可以结合附图参考如下详细描述得到，其中：
前面描述的图1是说明在直接序列码分多址(DS-CDMA)通信系统中现有技术导频信道信号传输格式的图；
前面描述的图2是说明在直接序列码分多址通信系统中另一种现有技术导频信道信号传输格式的图；
前面描述的图3是说明在直接序列码分多址通信系统中另一种现有技术导频信道及长码组信道信号传输格式的图；
前面描述的图4是说明在直接序列码分多址通信系统中另一种现有技术导频码及帧同步码传输格式的图；
图5是说明在直接序列码分多址通信系统中本发明的合并导频及合并码传输格式的图；
图6A-6F说明本发明的多个实施例，在合并码中包括帧同步和长码信息；以及
图7是直接序列码分多址(DS-CDMA)扩频通信系统的框图。
附图的详细描述
现在参考图5，其中表示了说明扩频通信系统(例如直接序列码分多址通信系统)中本发明的信号传输格式的图。信号传输长度为Tf的每个帧被分成多个时隙s0，s1，...，sM-1。每个时隙s的长度等于导频码重复周期Tp。每个时隙包括导频码 Cp(主同步码)和合并帧同步及长码指示(lci)码 Cs/lci(此后称为合并码或从同步码)。导频码在每个时隙中是相同的并跨越重复帧，用已知调制发送，而且没有长码扰码。导频码 Cp和合并码 Cs/lci优选地同时发送并且重叠。例如，合并码可以在每个时隙中相同(对于所有的i和j； Cs/lci，i＝ Cs/lci，j)，或在每个时隙中不同(对于所有的i≠j； Cs/lci，i≠ Cs/lci，j)。多个合并码Cs/lci，0， Cs/lci，1，...， Cs/lci，M-1在每个相应的时隙s0，s1，...，sM-1中发射并在每帧中重复。同样在没有任何长码扰码的情况下发射合并码。此外，多个合并码 Cs/lci，0， Cs/lci，1，...， Cs/lci，M-1优选地与导频码正交。导频码 Cp相对于相应的时隙边界30具有预定的定时偏移t1。每个合并码 Cs/lci相对时隙边界30具有定时偏移t2。定时偏移t1最好设置成等于定时偏移t2(即，导频码 Cp和合并码 Cs/lci同时传输)，以便得到与相位检测有关的处理简便的好处，正如将要描述的那样。
合并码 Cs/lci包括标识或指示帧定时及长码的信息。这样有利地消除了在下行链路上进行单独的长码组码传输的需要(见图3)。此外，更有效地处理合并码，能够检测帧定时和下行链路扰码传输所用的长码。
有很多种可能的技术能够在合并码 Cs/lci中包括帧定时和长码信息。一种技术包括发明的第一实施例(包括如下讨论的几种不同的实现)，大致而言就是用合并码 Cs/lci本身以及合并码序列的调制值对帧定时和长码信息编码。另一种技术包括本发明的第二实施例(包括如下讨论的特定实现)，大致而言就是用每帧中发射的多个合并码 Cs/lci序列以及多个合并码序列的调制值对帧定时和长码信息编码。合并码本身的附加编码(如在第一实施例技术中)可以用于提供进一步的帧定时及/或长码信息。另一种技术包括本发明的第三实施例(包括如下讨论的几种不同实现)，大致而言就是帧定时及/或长码信息用合并码Cs/lci相对于导频码 Cp的传输定时编码。合并码本身以及调制序列的附加编码(如在第一实施例技术中)可以用于提供进一步的帧定时及/或长码信息。
现在专门转到本发明的第一实施例，有Ns/lci个可能的有效合并码Cs/lci。这Ns/lci种可能的合并码可以提供log2(Ns/lci)比特信息用于传输长码信息，包括长码组码(它标识用于下行链路扰码传输的可能的长码子集)或实际的长码本身。这就意味着通过接收机找到实际发射的Ns/lci个合并码中特定的一个，就得到了表示长码的log2(Ns/lci)比特信息。例如，256个长码组成四组，每组64个码，Ns/lci＝4，因此有四种可能的合并码Cs/lci。当接收机确定了发射的合并码Cs/lci时，例如是3号，那么它也知道了所关心的特定长码是从3号组中选出的。通过这个处理，在本例中，log2(4)＝4比特价值的信息被接收了。在给定帧中合并码Cs/lci还被Nmod种可能的有效(例如，二相或四相)调制序列之一所调制。每个有效调制序列自然地提供了帧定时信息。Nmod种有效调制序列还提供了log2(Nmod)比特信息，用于传输(更多)长码信息(如果Nmod＞1)。在这个实施例中，优选的调制序列要具有好的自相关特性。此外，如果Nmod＞1，也需要好的互相关特性，而且没有任意有效调制序列的循环移位会产生另一个有效调制序列(或任何循环移位)。
根据本发明的一种恢复发送信息的方法，通过提供 Cp匹配滤波器，移动站(接收机)可以定位每个时隙，因此得到合并码 Cs/lci的位置。这个相关还提供了在相干检测时隙内合并码 Cs/lci调制值时有用的信道相位参考。接收机则可以(例如并行地)将接收合并码与Ns/lci种可能合并码中的每一个相关。这可以在一帧上进行，因此采集了Ns/lci个M相关值序列。这Ns/lci个M相关值序列(包括第一矩阵Z1的Ns/lci行和M列)再与所有Nmod种可能的调制序列(包括第二矩阵M1的M*Nmod列和M行)中的M个可能的偏移进行相关(或匹配)。这个相关在数学上可以用第一矩阵(Z1)乘以第二矩阵(M1)来表示。在这个过程中，必须考虑信道相位补偿。信道相位估计从导频码相关(如上面提到的)中得到。给出最佳匹配(即最高幅度)的相关(M1Z1)指示所用的合并码(因此提供了长码信息)，并进一步指示了调制序列(因此提供了更多的长码信息(如果Nmod＞1))以及它所用的偏移(因此提供了帧定时信息)。
在图6A所示的第一种实现(涉及本发明的第一实施例)中，帧中每个合并码 Cs/lci的信息比特在每个时隙中是相同的，并传输包括长码组码(它标识下行链路扰码传输中所用的可能的长码子集)或实际长码本身的长码信息。预定的调制序列则提供给帧内多个所包括的合并码 Cs/lci，0， Cs/lci，1，...， Cs/lci，M-1，以便定义帧定时信息。
定义帧定时信息所选的调制可以是相干或差分。对于相干调制，相位参考由移动站(接收机)从有关的导频码 Cp中得到，因为它通常是被已知符号值(例如“+1”)调制的。在这种情况下，来自相同时隙的导频码 Cp及其有关的合并码 Cs/lci之间的距离必须保持尽可能地小(优选为0，以便同时传输)，使移动站能够进行精确的相位确定。这是因为接收机中很大的频差会导致在很短时间间隔内的很大相移。另一方面对于差分调制，帧定时信息包含在连续时隙中连续合并码 Cs/lci之间的相位变化。在这种情况下，在实现时间同步过程以便移动站检测调制序列之前必须捕获相当精确的频率同步。
第一种实现更完整的理解可以参考一些例子得到。在提供二相相移键控(BPSK)调制的第一例中，合并码 Cs/lci本身提供了长码信息。这个信息可以包括长码本身，或者包括指向从中选出服务小区特定长码的长码子集的长码组码。给定帧中合并码 Cs/lci的二进制调制值序列(例如，+1，-1，-1，+1，...，+1，-1，-1)提供了帧定时信息。因此在前面的例子中，帧中第一时隙的第一合并码 Cs/lci，0被+1调制，第二时隙的第二合并码 Cs/lci，1被-1调制，依次类推。
在提供四相相移键控(QPSK)调制的第二例中，合并码 Cs/lci本身同样提供了长码信息。这个信息可以包括长码本身，或者包括指向从中选出服务小区特定长码的长码子集的长码组码。给定帧中M-1个合并码 Cs/lci的第一象限被相位值“0”调制(即乘以“+1”)，码的下一象限被相位值“π/2”调制(即，乘以“+j”)，码的第三象限被相位值“π”调制(即，乘以“-1”)，码的最后象限被相位值“3π/2”调制(即乘以“-j”)。
在图6B所示的第二实现中(涉及本发明的第一实施例)，帧中的合并码 Cs/lci在每个时隙中是相同的。预定的调制序列则提供给帧内多个包括的合并码 Cs/lci，0， Cs/lci，1，...， Cs/lci，M-1，其调制序列值(例如，+1，-1，-1，+1，...，+1，-1，-1)定义了长码信息(包括标识下行链路扰码传输所用的可能长码子集的长码组码，或实际长码本身)以及帧定时信息(唯一地标识有关时隙)。同样，为定义帧定时信息和长码信息而选择的调制可以是相干或差分。
这第二种实现的更完整理解可以参考一些例子得到。在第一例子中，合并码 Cs/lci调制序列的第一部分明确定义了长码信息，调制序列的第二部分明确定义了帧定时信息。必须注意选择调制序列第一和第二部分的图样以便确保无模糊检测的能力。因此，包括调制序列第二部分的帧定时信息的某些有效图样必须从包括调制序列第一部分的长码信息的有效图样中排除(及/或，反之亦然，如果恰当的话)。
在第二例子中，合并码 Cs/lci的调制序列10明确定义了长码信息并明确定义了帧定时。对于这个实现，一帧只有有限(例如，二相相移键控调制中的M-1)数目的不同有效调制序列。这些调制序列值定义了长码信息，包括标识下行链路扰码传输所用的可能长码子集的长码组码或实际长码本身。此外，由于只有有限数目的调制序列，在帧中找到这些数目有限的调制序列中的任何一个隐含地提供了帧定时信息(因为每个调制序列的第一个元素是已知的而且可以关联于有关的第一时隙)。
在图6C所示的第三实现(涉及本发明的第一实施例)中，帧中的合并码 Cs/lci在每个时隙中是相同的，并且定义(在有限程度内)了长码信息。预定的调制序列则提供给帧内多个包括的合并码Cs/lci0， Cs/lci，1，...， Cs/lci，M-1，其调制序列值(例如，+1，-1，-1，+1，...，+1，-1，-1)完成了长码信息(包括标识下行链路扰码传输所用的可能长码子集的长码组码，或实际长码本身)的明确定义，并隐含定义了帧定时信息(唯一地标识有关时隙)。因此，长码信息分布在合并码 Cs/lci本身和帧内多个合并码 Cs/lci的调制序列上。同样，为定义帧定时信息和长码信息而选择的调制可以是相干或差分。
现在专门转到本发明的第二实施例，一帧有Ns/lci-seq种可能的合并码 Cs/lci的有效“序列”。所选的序列在每帧中重复。这Ns/lci-seq种合并码序列可以提供log2(Ns/lci-seq)比特信息，用于传递包括长码组码(它标识下行链路扰码传输所用的可能长码子集)或实际长码本身的长码信息。在这个实施例中，有效的合并码序列优选为唯一的，而且每个具有好的自相关和互相关特性。在通常实现中，相信单个合并码序列就足够使用了。一旦找到了有效的合并码序列，就自然提供了帧定时信息。作为扩展，一旦合并码序列不能提供足够量的长码信息(例如，如果Ns/lci-seq＝1)，给定帧中的合并码 Cs/lci可以进一步被Nmod种可能的有效(例如，二相或四相)调制序列之一调制。Nmod种有效调制序列进一步提供了log2(Nmod)比特信息，用于传递更多的长码信息(类似地为特殊标识服务小区特定的长码本身所需要)。在这个实施例中，优选调制序列具有好的自相关特性、好的互相关特性，而且没有任何有效调制序列的循环移位会产生另一个有效的调制序列(或任何循环移位)。
根据本发明的一种恢复发送信息的方法，通过提供 Cp匹配滤波器，移动站(接收机)可以定位每个时隙，因此得到合并码 Cs/lci的位置。这个相关还提供了在相干检测时隙内合并码 Cs/lci时有用的信道相位参考。接收机则可以(例如并行地)将接收合并码与Ns/lci-seq种可能合并码序列的M种可能移位中的每一个相关。这可以在一帧上进行，因此采集了Ns/lci-seq*M个M相关值序列。这Ns/lci-seq*M个M相关值序列(包括第一矩阵Z2的Ns/lci-seq*M行和M列)再与所有Nmod种可能的调制序列(包括第二矩阵M2的Nmod列和M行)进行相关(或匹配)。这个相关在数学上可以用第一矩阵(Z2)乘以第二矩阵(M2)来表示。在这个过程中，必须考虑信道相位补偿。信道相位估计从导频码相关(如上面提到的)中得到。给出最佳匹配(即最高幅度)的相关(M2Z2)指示所用的合并码序列(如果Ns/lci-seq＞1)(因此提供了长码信息)，指示所用的偏移(因此提供了帧定时信息)，并进一步指示所用的调制序列(因此提供了长码信息)。
现在考虑图6D所示的这个实现的特定例子，帧中多个合并码Cs/lci序列定义(在某种程度内)了长码信息，并隐含地定义了帧定时信息(唯一地标识有关时隙)。预定调制序列也可以提供给帧内的合并码序列 Cs/lci，0， Cs/lci，1，...， Cs/lci，M-1，其调制序列值(例如，+1，-1，-1，+1，...，+1，-1，-1)完成了长码信息(包括标识下行链路扰码传输所用的可能长码子集的长码组码，或实际长码本身)的明确定义。因此，长码信息分布在帧内合并码 Cs/lci序列和帧内合并码 Cs/lci的调制序列上。同样，为定义帧定时信息和长码信息而选择的调制可以是相干或差分。
现在专门转到本发明的第三实施例，有Ns/lci种可能的有效合并码Cs/lci。这Ns/lci种可能的合并码可以提供log2(Ns/lci)比特信息用于传输任意所需信息。给定帧中的合并码 Cs/lci还被放置在相对对应导频码的几种可能的时间偏移中的一个处。一般而言，合并码序列则构成Nt2-mod种可能的有效距离序列中的一个，它规定每个合并码 Cs/lci与其在每帧时隙中有关的导频码 Cp之间的定时偏移t2。Nt2-mod种有效调制序列提供log2(N2-mod)比特信息，用于传输帧定时信息及/或长码信息。
根据本发明的一种恢复发送信息的方法，通过提供 Cp匹配滤波器，移动站(接收机)可以定位每个时隙，因此得到合并码 Cs/lci的大致位置。这个相关还提供了测量时隙内合并码 Cs/lci定时偏移时有用的定时参考。一旦检测到相对于所测量的合并码 Cs/lci定时参考的有效距离序列，距离序列就提供了用于给出帧定时信息和长码信息的比特。
在图6E所示的第一实现(涉及本发明的第三实施例)中，帧中每个合并码 Cs/lci的信息比特在每个时隙中是相同的，并且包括任选的预定及已知信息。预定的距离序列则提供给帧内多个包括的合并码Cs/lci，0， Cs/lci，1，...， Cs/lci，M-1，其距离序列值(例如，d0，d1，d2，...，dM-1)规定了每个合并码 Cs/lci及其有关导频码 Cp之间的单个定时偏移t2，并且进一步定义了长码信息(包括标识下行链路扰码传输所用的可能长码子集的长码组码，或实际长码本身)和帧定时信息(唯一地标识有关时隙)。
这第一种实现的更完整理解可以参考一个例子得到。合并码 Cs/lci距离序列的第一部分明确定义了长码信息，距离序列的第二部分明确定义了帧定时信息。必须注意选择距离序列第一和第二部分的图样以便确保无模糊检测的能力。因此，包括距离序列第二部分的帧定时信息的某些有效图样必须从包括距离序列第一部分的长码信息的有效图样中排除(和/或反之亦然，如果恰当的话)。
在图6F所示的第二实现(涉及本发明的第三实施例)中，帧中每个合并码 Cs/lci的信息比特在每个时隙中是相同的，并且包括任选的预定及已知信息。预定的距离序列则提供给帧内多个包括的合并码Cs/lci，0， Cs/lci，1，...， Cs/lci，M-1，其距离序列值(例如，d0，d1，d2，...，dM-1)规定了每个合并码 Cs/lci及其有关导频码 Cp之间的单个定时偏移t2，并且进一步定义了长码信息(包括标识下行链路扰码传输所用的可能长码子集的长码组码，或实际长码本身)或帧定时信息(唯一地标识有关时隙)。预定调制序列则提供给帧内多个包括的合并码Cs/lci，0， Cs/lci，1，...， Cs/lci，M-1，其调制序列值(例如，+1，-1，-1，+1，...，+1，-1，-1)定义了(与用距离序列的定义相反)帧定时信息或长码信息。
这第二种实现的更完整理解可以参考一些例子得到。在第一例子中，合并码 Cs/lci的调制序列表示帧定时信息，定时偏移t2的距离序列表示长码信息。相反，在第二例中，合并码 Cs/lci的调制序列表示长码信息，定时偏移t2的距离序列表示帧定时信息。
现在参考图7，其中表示了直接序列码分多址(DS-CDMA)扩频通信系统113的框图。通信系统113的基站112包括下行链路发射机110。发射机110在下行链路上发射多个信道，并包括一个信道设备模块110，用于信息传输信道，其中包括专用信道114(包括业务和控制信道)和公共信道116(也包括业务及控制信道)。对于每个专用信道114，在线路118上接收基本符号速率的数字符号流。这个接收的数字符号流再被扩频到发射码片速率，以便作为专用信道中间信号在线路120上输出。这个扩频操作包括为接收的数字符号流提供独立的信道唯一扩频码Cw，d(通常称为“特征”序列)，增加了它的速率。例如，可以使用Walsh类型的码(w)作为专用信道(d)的唯一的扩频码。信道唯一扩频码的使用通常是通过使用扩频器122而进行的，例如扩频器122实现乘法或模二加法。
类似过程对每个公共信道116(包括公共广播控制信道(BCCH)实现。公共信道的基本符号速率的数字符号流在线路124上接收。这个接收的数字符号流再扩频到发射码片速率，作为公共信道中间信号在线路126上输出。这个扩频操作包括为接收的数字符号流提供独立的信道唯一的扩频码 Cw，c，增加了它的速率。例如，同样可以使用Walsh类型的码(w)作为公共信道(c)的唯一扩频码。信道唯一的扩频码的使用通常是通过使用扩频器128而进行的。
每个信道114或116可以包括功率调整设备148，它处理线路120和126上接收的所产生的多个专用和公共信道中间信号，以便对每个信道的发射功率进行独立控制。经过功率控制的中间信号则被加法器150加在一起，在线路152上产生合并信号。这个合并信号再被基站唯一的扰码C1(称为“长码”)加扰，在线路154上产生输出信号，用于通信介质上的多信道传输。长码可以使用任意合适的扰码。长码的使用通常是通过使用扰码器156(例如实现乘法或模二加法)而进行的。
发射机110还包括信道设备模块102，用于发送与捕获有关(即服务小区搜索)的信道116’，例如移动站用于基站捕获的那些信道(类似导频码Cp和长码组码Cg)，它们不使用短Walsh类型码Cw进行扩频，也不使用由专用信道114或公共信道116用于加扰的长码C1。这些码用于接收机捕获操作，并在现有技术中统称为“长码屏蔽符号”，因为它们不带长码C1而被发射。例如，对于这些信道116’之一的导频信道116(p)’(包括主同步信道)，一个已知符号(例如“+1”)在线路130上接收。接收的已知符号再扩频到发射码片速率，作为导频信道中间信号在线路132上输出。这个扩频操作包括对接收的数字符号流提供导频码 Cp，增加了它的速率。例如可以将正交金码用于导频信道。导频码的应用通常是通过使用扩频器136来进行的。
例如，还可以对这些信道116’之一的合并码信道116(g)’(包括从同步信道)实施类似处理。符号在线路138上接收。这种可能已知的符号再被扩频到发射码片速率，作为合并码中间信号在线路140上输出。这个扩频操作包括对已知符号提供合并码 Cs/lci，增加了它的符号速率。例如可以将正交金码用于合并码。合并码的应用通常是通过使用扩频器142来进行的。
信道116’的每一个可以包括一个功率调整设备148，它处理线路132和140上接收的所产生的多个中间信号，对每个信道的发射功率实现单独控制。信道116’的经过功率控制的中间信号则被加法器158选择性地与线路154上接收的加扰合并输出信号加在一起，在线路160上产生待传输的发射机输出下行链路信号。如果必要的话，功率控制过程可以结合专用信道114和公共信道116上实施的功率控制而实现，以便当各种信道116’中间信号加入或删出线路160上的总发射机输出信号时，维持发射机110基本上恒定的功率输出。输出信号的专用/公共信道114和116以及与捕获有关的信道116’最好共享到达移动站164的通信介质(空中接口)162上的一个传输通信频率，其多个信号在频域和时域上都是彼此重叠出现的。
用于接收机捕获操作的每个信道116’中间信号(例如导频码中间信号或合并码中间信号)与专用/公共信道加扰输出信号的选择性相加受到多个硬件及/或软件开关164的控制。每个独立的中间信号提供一个开关164，并且，独立或共同地选择多个开关。根据开关164进行的这个选择操作，当单个开关处于第一物理/逻辑位置时(例如实线箭头144所示)，相应的中间信号被传递到功率调整设备148和加法器158。相反，当开关处于第二物理/逻辑位置时(如虚线箭头146所示)，不传递相应的中间信号。信道116’中间信号(例如导频码和合并码)周期性地发送。在每个发送时刻，恰当的开关164选择第一位置(箭头144所示)，相应的信道116’的中间信号被加入专用信道114和公共信道116中并与之一起传输。
移动站164接收通信介质162上发射的下行链路信号，并以上面所述的独特方式处理信号，以便恢复帧定时信息和长码信息。这个信息再被用于将移动站164同步到通信系统113的基站112。一旦同步了，移动站164就可以接收并恢复专用及公共信道上发射的信息。一般而言，移动站164所实施的处理被称为解扩，因为所执行的相关操作实现了从接收传输中去掉扩频序列。从这些相关过程得到的输出提供给检测器，后者再生原始信息数据流。所用的检测器形式根据无线信道的特性以及复杂性限制而定。可以包括信道估计和相干RAKE合并，或者差分检测及合并功能，这要依需要而定。
尽管本发明方法及设备的实施例已经在附图中说明并在前面的详细描述中描述，但是应该理解发明不限于所揭示的实施例，而是能够在不背离如下权利要求所提出并定义的发明精神前提下进行多种重组、修改和替换。

Claims (40)

1.一种用于码分多址下行链路同步码传输的格式，包括：
由多个时隙组成的重复帧；
在重复帧的每个时隙中重复的主同步码 Cp；以及
从同步合并码 Cs/lci，用于在识别下行链路传输的帧定时以及扰码的处理中提供有用信息。
2.权利要求1的格式，其特征在于，涉及扰码的信息通过合并码 Cs/lci本身来传递。
3.权利要求1的格式，其特征在于，涉及帧定时的信息通过调制值来传递，根据预定的调制序列来为帧内多个合并码 Cs/lci选择该调制值。
4.权利要求3的格式，其特征在于，由调制序列在帧内多个合并码 Cs/lci上实现的调制包括二相相移键控调制。
5.权利要求3的格式，其特征在于，由调制序列在帧内多个合并码 Cs/lci上实现的调制包括四相相移键控调制。
6.权利要求1的格式，其特征在于，涉及帧定时和扰码的信息通过调制值传递，根据预定的调制序列来为帧内多个合并码Cs/lci选择该调制值。
7.权利要求6的格式，其特征在于，调制序列包括第一部分和第二部分，而且，由调制序列第一部分所定义的调制图样提供了与帧定时有关的信息，而且由调制序列第二部分所定义的调制图样提供了与扰码有关的信息。
8.权利要求6的格式，其特征在于，由调制序列所定义的调制图样明确提供了有关扰码的信息，并且隐含地提供了有关帧定时的信息。
9.权利要求1的格式，其特征在于，一部分有关扰码的信息通过合并码 Cs/lci本身来传递。
10.权利要求9的格式，其特征在于，涉及帧定时和扰码的信息通过调制值来传递，根据预定的调制序列为帧内多个合并码Cs/lci来选择该调制值。
11.权利要求10的格式，其特征在于，由调制序列所定义的调制图样明确地提供了有关扰码的另一部分信息，并且隐含地提供了有关帧定时的信息。
12.权利要求1的格式，其特征在于，至少一部分有关扰码的信息被包括在帧内的合并码 Cs/lci序列所传递，该序列还隐含地提供了有关帧定时的信息。
13.权利要求12的格式，其特征在于，涉及扰码的更多信息通过调制值来传递，根据预定的调制序列来为帧内多个合并码Cs/lci选择该调制值。
14.权利要求13的格式，其特征在于，调制序列所定义的调制图样明确地提供了有关扰码的另一部分信息。
15.权利要求1的格式，其特征在于，每个合并码 Cs/lci相对时隙内所关联的主码 Cp偏移一个距离，该距离由距离序列中的距离图样所规定，而且，由距离序列所定义的距离图样提供了识别帧定时及/或扰码时有用的信息。
16.权利要求15的格式，其特征在于，距离序列包括第一部分和第二部分，而且，由距离序列第一部分所定义的距离图样提供了与帧定时有关的信息，而且由距离序列第二部分所定义的距离图样提供了与扰码有关的信息。
17.权利要求15的格式，其特征在于，由距离序列所定义的距离图样提供了识别帧定时有用的信息，而且，涉及扰码的信息通过调制值传递，根据预定的调制序列来为帧内多个合并码Cs/lci选择该调制值。
18.权利要求15的格式，其特征在于，由距离序列所定义的距离图样提供了识别扰码时有用的信息，而且，涉及帧定时的信息通过调制值来传递，根据预定的调制序列来帧内多个合并码Cs/lci选择该调制值。
19.权利要求1的格式，其特征在于，主码 Cp包括导频码。
20.权利要求1的格式，其特征在于，扰码包括长码。
21.一种码分多址通信系统，包括：基站发射机，用于产生下行链路同步码传输，它包括：
由多个时隙组成的重复帧；
在重复帧的每个时隙中重复的主同步码 Cp；以及
从同步合并码 Cs/lci，用于在识别下行链路的传输帧定时以及扰码的处理中提供有用信息；以及移动站，用于接收下行链路同步码传输并用于恢复识别帧定时和扰码时有用的信息。
22.权利要求21的系统，其特征在于，涉及扰码的信息通过合并码 Cs/lci本身来传递。
23.权利要求21的系统，其特征在于，涉及帧定时的信息通过调制值来传递，根据预定的调制序列来为帧内多个合并码Cs/lci选择该调制值。
24.权利要求23的系统，其特征在于，由调值序列在帧内多个合并码 Cs/lci上实现的调制包括二相相移键控调制。
25.权利要求23的系统，其特征在于，由调值序列在帧内多个合并码 Cs/lci上实现的调制包括四相相移键控调制。
26.权利要求21的系统，其特征在于，涉及帧定时和扰码的信息通过调制值传递，根据预定的调制序列为帧内多个合并码Cs/lci选择调制值。
27.权利要求26的系统，其特征在于，调制序列包括第一部分和第二部分，而且，由调制序列第一部分所定义的调制图样提供了与帧定时有关的信息，而且由调制序列第二部分所定义的调制图样提供了与扰码有关的信息。
28.权利要求26的系统，其特征在于，由调制序列所定义的调制图样明确地提供了有关扰码的信息，并且隐含地提供了有关帧定时的信息。
29.权利要求21的系统，其特征在于，一部分有关扰码的信息通过合并码 Cs/lci本身来传递。
30.权利要求29的系统，其特征在于，涉及帧定时和扰码的信息通过调制值来传递，根据预定的调制序列来为帧内多个合并码 Cs/lci选择该调制值。
31.权利要求30的系统，其特征在于，调制序列所定义的调制图样明确地提供了有关扰码的另一部分信息，并且隐含地提供了有关帧定时的信息。
32.权利要求21的系统，其特征在于，至少一部分有关扰码的信息被包括在帧内的合并码 Cs/lci序列所传递，该序列还隐含地提供了有关帧定时的信息。
33.权利要求32的系统，其特征在于，涉及扰码的更多信息通过调制值来传递，根据预定的调制序列来为帧内多个合并码Cs/lci选择该调制值。
34.权利要求33的系统，其特征在于，由调制序列所定义的调制图样明确地提供了有关扰码的另一部分信息。
35.权利要求21的系统，其特征在于，每个合并码 Cs/lci相对时隙内所关联的主码 Cp偏移一个距离，该距离由距离序列中的距离图样所规定，而且，由距离序列所定义的距离图样提供了识别帧定时及/或扰码时有用的信息。
36.权利要求35的系统，其特征在于，距离序列包括第一部分和第二部分，而且，由距离序列第一部分所定义的距离图样提供了与帧定时有关的信息，而且由距离序列第二部分所定义的距离图样提供了与扰码有关的信息。
37.权利要求35的格式，其特征在于，由距离序列所定义的距离图样提供了识别帧定时有用的信息，而且，涉及扰码的信息通过调制值来传递，根据预定的调制序列来为帧内多个合并码Cs/lci选择该调制值。
38.权利要求35的系统，其特征在于，由距离序列所定义的距离图样提供了识别扰码时有用的信息，而且，涉及帧定时的信息通过调制值来传递，根据预定的调制序列来为帧内多个合并码 Cs/lci选择该调制值。
39.权利要求21的系统，其特征在于，主码 Cp包括导频码。
40.权利要求21的系统，其特征在于，扰码包括长码。
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