CN1188955C - 接收多种重叠扩谱信号并对至少一种进行解码的接收机 - Google Patents

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Abstract

描述一种方法和接收机为消除减法误差，对已减过的信号进行再减，称为再正交。根据实施例，将成对组合的扩谱码用于对接收的组合信号进行去扩谱，例如，这些成对组合可以包括与已被减过的信号相关的第一扩谱码，和比与第一扩谱码相关的信号弱的信号有关的第二扩谱码，用这种方法，同时进行再减和减两者。

Description

接收多种重叠扩谱信号并对 至少一种进行解码的接收机
技术领域
本发明一般而言涉及无线电通信系统，更具体而言，涉及扩谱无线电通信系统中的信号处理技术。
背景技术
CDMA及扩谱通信自第二次世界大战以来一直很活跃，早期的应用多半与军事有关。然而，今天在商业应用中使用扩谱系统的兴趣也一直在增大，包括数字蜂窝无线电、陆地移动无线电和室内外个人通信网。
在美国及世界各地，蜂窝电话业在商业运营上已有非凡的进步，在较大城市地区中的增长已远超出预料，超过系统的容量，如果这种趋势得以继续，快速增长的影响将很快达到甚至最小的市场。为了满足这些正在增长的容量需求以及保持高质量服务与避免提高价格，需要有革新的解决办法。
在全世界，蜂窝系统迈出的重要一步是变模拟传输为数字传输，同样重要的是选择一种有效的数字传输方案用以实现下一代的蜂窝技术。而且，大家普遍认为，第一代个人通信网(PCN)采用低成本小型无绳电话，它便于携带，可在家中、办公室、街上、汽车中以及其它场合打电话或接电话，这种个人通信网将由使用下一代数字蜂窝系统基础结构的蜂窝载体来提供，在这些新系统中所要求的关键特性是增加业务容量。
目前，信道接入是采用频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)方法实现的。在FDMA中，通信信道是单个无线电频段，信号传输功率集中在此频段上。系统容量受限于可得到的频率以及信道再用所强加的限制，在TDMA系统中，信道由在同样频率上周期性的时间间隔序列中的时隙组成。系统容量受限于可得到的时隙以及加在信道再用上的限制。
应用FDMA或TDMA或混合式的FDMA/TDMA系统，其目的是保证两个可能发生干扰的信号在同一时间不占据同一频率。相反，码分多址(CDMA)允许信号在时间和频率上都重叠。因此，所有的CDMA信号共享同样的频谱，在频域或时域中，多址信号看上去是互相重叠的。
CDMA通信技术有许多优点。基于CDMA蜂窝系统的容量限制设计成高达现有模拟技术容量的二十倍，这是宽带CDMA系统许多特性的结果，这些特性诸如：改进的编码增益/调制密度，语音动作选通，在每个小区中同样频谱的分区与再用。应用高比特率解码器的CDMA语音传输保证了优等的逼真的语音质量。CDMA也提供了不同的数据速率，可以提供许多不同等级的语音质量。CDMA的扰频后的信号格式完全消除了串音，并且使窃听或跟踪通话非常困难和代价昂贵，这就大大保证了通话者的隐私和免除了播出时间的欺诈行为。
在“传统的”直接序列CDMA系统中，待发送的信息数据流被加到称为签名序列的更高速率数据流上以产生发送序列、信息数据流与高比特率签名序列流是通过将两个比特流有效地相乘组合在一起，假定两个比特流的二进制值用+1或-1表示。信息数据流可以由M元复合符号值组成而不是由二进制+1或-1值组成。这种较高比特率信号与较低比特率数据流的组合称为信息数据流信号的编码或扩谱。为每个信息数据流或信道分配唯一的签名序列。
典型的做法是，签名序列数据是二进制的，产生称为“码片”的比特流。一种产生这种签名序列的方法是借助于一种伪噪声(PN)过程，它看上去是随机的，但可由一台授权的接收机复制。签名序列周期通常占据一个数据符号周期，这样，每个数据符号由相同的Nc-码片签名序列扩谱。一个具有非常长周期的随机码序列可被叠加在其上。一般而言，该签名序列可由实数和虚数来表示，对应于在载频(I通道)上或在载频的90度移相形式(Q通道)上发送码片值。签名序列也可以是两种序列的组合，其中一种序列是Walsh-Hadamard码字。
典型的数据符号是二进制的。因此，发送签名序列或其相反形式代表一位信息。一般而言，为了用签名序列s(n)发送信息符号b，发出
t(n)＝bs(n)                   (1)
接收机将接收到的信号与已知的签名序列相关以产生用来检测b的检测统计值。对于二进制信息符号来说，当得到大的正相关值时，检测到的是“0”；当得到大的负相关值时，检测到的是“1”。
多种编码信息信号调制射频载波，如用相移键控(PSK)方法，然后在接收机上作为组合信号被一起接收下来。每个扩谱信号在频率和时间上都覆盖了所有其它的扩谱信号以及噪声有关的信号。如果该接收机是授权的，那么组合信号与独特签名序列之一相关，这样，相应的信息信号能被分离与解码。
在上例中，数据符号b直接调制签名序列s(n)，这通常称为相干调制。数据符号可以是二元(+1或-1)，四元(+1，+j，-1，-j)，或者，一般而言，取M个可能值中任一个的M元。这就可由一个信息符号b来表示log2(M)个信息比特。在另一种传统的CDMA调制方案中，信息是包含在b是如何从一种符号变成下一种的，这称为差分相干调制。在这种情况下，真正的信息通常由b(t)b*(t-Ts)给出，其中*表示复共轭，t是时间索引，Ts是信息符号周期。在另一种仍然是传统的CDMA调制方案中，该方案有时称为非相干调制，M元信息符号是通过发送M个不同签名序列之一来传递的。
另一种CDMA技术，称为“增强型CDMA”，也允许每个发送的序列代表一位以上的信息，一套码字，通常为正交码字或双正交码字，用于将一组信息比特编码成长得多的码序列或码符号，签名序列用于在传送前对二进制码序列加扰。这可通过两个二进制序列的模2加法来完成。在接收机上，已知的扰码掩码用于对接收到的信号解扰，然后与所有可能的码字相关。具有最大相关值的码字表明该码字最可能发出，表明那些信息比特最可能发出。一种常用的正交码是Walsh-Hadamard(WH)码。增强型CDMA可以看作是非相干调制的一个特例。
在传统的和增强型的CDMA中，上面所称的“信息比特”或“信息符号”也可以是编码的比特或符号，其中所用的码是分组码或卷积码。一个或一个以上的信息比特可以形成数据符号。签名序列或扰码掩码也可比单个码序列长得多，在这种情况下，签名序列或扰码掩码的子序列被加到码序列上。
在许多无线电通信系统中，接收到的信号包括两种组分：I(同相)组分与Q(正交)组分。这是由于发送信号有两种组分造成的，和/或插入信道或缺少相干载波参考使发送信号分成I和Q组分。在一台使用数字信号处理的典型接收机中，接收到的I和Q组分信号每Tc秒采样一次，其中Tc是码片的持续时间，然后贮存。
美国专利号5,151,919和5,218,619(Paul W.Dent)描述了一种CDMA系统，它允许几个用户在同一个无线电频率上与基站通信，该专利在此引入作为参考。与多数传统的CDMA系统不同，在这些专利系统中防止干扰采用的方法有，例如，解码信号在强度上从最强至最弱依次排列，在解码后从接收到的组合信号中减去解码信号。
在前面引入的专利中描述的实施例中采用了数字信号处理，用它已知的扰码对信号解扰，将信号变换到谱域，然后将与该信号有关的谱分量通过陷波去掉。在陷波后，剩下的非零分量代表已经用第一种信号的代码解扰后的其它信号的变换。然后，该剩余部分又变换到波形域，解扰码重新应用以将信号恢复到它们原来的域中，并且信号之一被减去。
在美国专利号5,218,619中，已经公开了由于来自其它较弱重叠信号的干扰而减去的信号量中的误差所导致的有缺陷信号减法可通过以下方式消除，即，在已经减去所述其它信号中一部分以后，把已减过的信号再次减去适量。这种再减方法被称为再正交化，可由数字信号处理器实现。然而，这种技术具有这样的特性：处理量随频谱带宽的至少四次方增加，使这种技术用于宽带信号时成本很高。
发明内容
在此描述一种不同的方法和接收机，其中除了其它特征外，为了消除减法误差，还提供对已经减过的信号的再减，叫做再正交化，对于宽带操作可以得到最优化。按照示范实施例，成对组合的扩谱码用于对接收到的组合信号进行去扩谱。例如，这些成对组合可以包括与已被减过的信号有关的第一扩谱码和与比与第一扩谱码有关的信号弱的信号有关的第二扩谱码。用这种方法，再减与减是同时完成的。按照另一个示范实施例，采用扩谱码的时移变型进行去扩谱也可以消去信号的回波。
附图说明
阅读以下结合附图的详述，本发明前面说过的和其它的目的、特征和优点将更容易被理解，其中：
图1是说明按照本发明示范实施例的CDMA接收机的方框图；
图2a是说明按照本发明示范实施例的中频再正交化的方框图；
图2b是说明按照本发明的另一示范实施例的中频再正交化的方框图；
图3是按照本发明的一种示范高通滤波实施例的方框图；
图4是说明按照本发明的示范实施例消去延时信号射线的方框图；和
图5是说明按照本发明的另一示范实施例的射线监听与处理的方框图。
具体实施方式
图1示出了按照本发明的示范实施例的一种减法CDMA接收机方框图。天线10接收采用相同射频的重叠的CDMA通信信号组合。组合信号在滤波器11中被滤波以除去带外干扰，由低噪声放大器12放大，然后用滤波器13再次滤波以消除反射噪声。然后通过在混频器14中与本地振荡器15的信号外差混频，可将合成信号变换成适当的中频信号，该本地振荡器可以是可编程的频率合成器，这样可以选择几个CDMA信道中任意一个。中频信号进而在IF滤波器16和18中滤波，在放大器17和19中放大，从而除去别的CDMA信道频率上的信号和将信号提高到合宜的电平。在本领域的技术人员将意识到前面描述的是一种单超外差接收机，然而，应该承认这种类型的接收机纯粹是用来说明问题。例如，应用两次降频变频至最后中频的双超外差接收机同样可以采用，或将进一步描述，一种所谓的零差接收机可以采用，在其中天线接收到的频率直接变换成基带频率的正交信号。
在图1中，应用正交本地振荡器22、正交混频器20和21以及可选的低通滤波器23和24的最后一级变换就是零差变换，由此得到CDMA信号I和Q。I和Q信号代表原来的组合信号，但是频率下移到DC附近或零频。
零差接收机存在的普遍问题是来自正交混频器20和21的寄生DC漂移成分可能会比所要的信号强得多，这会妨碍信号的检测。这个问题在美国专利号5,241,702，标题是“DC漂移补偿”(Paul W.Dent)的文中提到过，其公开的内容在此引入作为参考。该专利利用I、Q信号的微分来除去不希望的DC成分，但也可除去所要的DC或信号的低频成分。然而，利用总的所要的信号波形应看上去相象的已知特性，非故意被除去的所要的成分可被复原。此原理可应用于图1的减法CDMA接收机以获得有益的特性。在组合信号中最强信号的I、Q成分首先用该信号的扰(即扩谱)码的先验信息进行解扰。例如，该先验信息可用于程序码发生器33，用以产生与最强信号相关的扩谱码的复制品C1。这种码的复制品施加到平衡式混频器25和26上，在其输出端产生去扩谱I、Q信号。来自零差降频变频器20和21的寄生DC漂移现在作为用最强信号的扩谱码扩谱后的成分出现，本领域的技术人员将清楚地认识到混频器25和26可由许多方法实现，例如，二极管环形混频器，晶体管Gilbert单元，反相开关等。
来自零差降频变频器20和21的DC漂移也可以用在滤波器23和24中包含高通滤波器单元的办法来避免产生来自I、Q去扩谱器25和26的寄生码组分。高通滤波器除去DC漂移成分，但仅稍稍影响到达去扩谱器25和26的宽带组合CDMA信号。
用C1码去扩谱后的信号包括一个窄谱组分(即，去扩谱信号1)加上仍然是宽带扩谱形式的组合信号的其余部分。在组合中的其它信号仍然是扩谱的，因为C1码并不与它们的扩谱码相关。事实上，原来用C2码扩谱的次强信号在此是用C1和C2的模2组合来扩谱的。
第一去扩谱信号现在可从去扩谱器25和26的输出中提取并且进一步处理提取信息。这个提取的信息可以采取例如以下形式：数字数据，数字化语音，模拟FM或单边带语音调制。数字信号更可取，因为它们有助于进行别的有益的处理，如纠错编码和加密。然而，单边带的优点在于其语音信号的平均功率大大小于其峰值功率，因而可以有效地减少自身干扰。在数字语音系统中，这种优点限于大约为2的因数，这是由于在双向交谈中暂时静音的一方切断传输而获得的。
然后，用高通滤波器27和28从去扩谱器25和26的输出中除去第一去扩谱信号。高通滤波器被定制为抑制窄带去扩谱信号，正如滤波器23和24能被定制为抑制零差漂移一样，同时剩下的非去扩谱信号未受什么影响。来自滤波器27和28的I、Q剩余信号在用C2码去扩谱以前，现可用C1码再扩谱。况且，这两步可用C1+C2对剩余部分进行去扩谱而同时完成，C1+C2是利用第一(最强)和第二(次强)信号的代码的先验知识以及它们的相对定时，由码发生器33产生的。用C1+C2去扩谱，其中符号“+”在此表示模2(逐位进行)加法，结果是在去扩谱器29和30输出端以窄带去扩谱的形式出现的第二信号。可以为I，Q处理提取这个窄带信号，从而对信息进行解调和解码，也可以在用C2+C3去扩谱前由高通滤波器31和32将这个窄带信号除去，等等，直到所有的信号已被解码或所需信号已到达且被解码。用这种方法，所需信号可以在最强的信号的信号强度之下保持良好，且仍可读出。
两种减法不完善的来源能够限制低于最强信号到何种程序所需信号仍然能被读出。首先，时间扩散、即延时的信号回波加上用诸如C1或C2之类的代码不能去扩谱的组分，因为回波在时间上移了一个或一个以上码片，所以不能与它们有关的扩谱码完全地相关。因此，回波没有被减去。为了补偿未减去的回波，采用C2码的第二级减法可以采用这样一种C2码来实现，它是根据回波的延时进行时间推移后的C1码的变型。那么第二级去扩谱码就是C1模2加上延时后的C1变型，也就是C1(t)·C1(t-T)，其中如果C1的码片被赋予算术值±1，则符号“·”代表乘；如果码片被赋予布尔值1或0，则代表模2加法。为了实现此示范性的实施方案，示于图1的头两级减法可用来除去第一信号及其回波。然后第二信号在后续的类似的级中去扩谱及相减。
为了进一步处理用这种方法去扩谱的信号，去扩谱器25、26、29和30的窄带I、Q输出可送到称为RAKE组合器的另一处理电路(未示出)，其中形成复数加权和以对信号解码，使得在直接波与回波中所有的信号能量得到最大的利用。这种RAKE组合过程可以扩展到包括任意数目的主要延时回波。有时也希望，例如在CDMA蜂窝下行链路处理中，包括本来不存在的去扩谱回波组分的加权和，当然，以后也不打算减掉它们，为此目的用移位码对本来不存在的回波进行去扩谱可由去扩谱器对(未示出)来实现，所述去扩谱器对与正在对具有主要能量的回波进行去扩谱的去扩谱器对(如25与26)并排运行。然而，只有对真正的回波去扩谱的去扩谱器对25和26和其它的去扩谱器将信号传送到滤波器上，如滤波器27和28，而对本来不存在的回波工作的并行的去扩谱器对(未示出)将信号只送去进一步处理，如送到上面描述过的RAKE组合器。除了传统的RAKE组合器外，根据美国专利USP5,572,552，标题是“下行链路CDMA信号解调的方法”中的发明原理修改的RAKE组合器也可应用，该专利申请在此引入作为参考。RAKE组合技术的修改对于CDMA移动电话系统来说用于从基站至移动者的传送方向，也就是对于移动接收机是适当的，而常规的RAKE技术对于移动者至基站方向，也就是基站接收机是适当的。
不完善减法的第二个原因是在第一去扩谱器对，例如去扩谱器25与26的输出中，不仅消除了一定量的去扩谱信号，而且消除了利用例如C1+C2、C1+C3等扩谱的其它信号的低频组分。如果所有的码C1、C2、C3等属于与任意对的模2和包括相等数量的1与0这种性质十分接近的一个集之中，那么，这种不完善减法的原因可以减少。例如，如果所有的码C1、C2、C3…属于一个与模2和及全部具有相等数量的1与0十分接近的集，则要求被满足了。Walsh-Hadamard正交码集就是这样的一种集，但其中的代码数有限。一种替代的扩展集是Bottomley与Dent提出的并公开于美国专利号5,353,352，标题是“移动无线电通信的多址编码”的文中，该专利在此引入作为参考。
然而，采用任何形式的编码方法，在较早的级中因不完善减法产生的残差可以在后面的级中采用与美国专利号5,218,619中描述类似的再减方法进一步降低。为了在图1的示范性电路的范围内实现这种再减方法，C1码可在后面的去扩谱级再次使用，例如，在去扩谱器29和30以后和用码Cn对信号n去扩谱以前。这种再减级事实上采用了去扩谱码Cn-1·C1，根据前面提到过的组合原理，用前面的码Cn-1再扩谱和用下一个码去扩谱。因此，信号2的再减可以在使用C(n+1)前的级中再次使用C2码来实现，去扩谱码将是Cn·C2，依次类推。强的多径回波的再减可能也需要用类似方式完成。
码发生器33可以根据来自同步控制器(未示出)及信号强度跟踪器与分类装置(未示出)的定时信息进行编程，这些已在上面引入的美国专利号5,218,619文中有描述。大家也将明白：对零差变换后的信号去扩谱得到DC附近的窄带信号，然后用高通滤波器从扩谱组合中减去此信号是与对去扩谱结果低通滤波、然后减去此结果等效的。另一种类似技术是在非零中频上对信号去扩谱以获得中频附近的窄带信号，然后用带阻滤波器将此窄带信号陷波去掉。
图2说明了前面描述过的频谱调零方法所应用的再正交化原理，接收机100将接收到的信号降频变换，如必要的话，变换到合适的中频。然后，在去扩谱器101中用最强信号的C1码对中频去扩谱。然后，用调零滤波器102使窄带去扩谱信号在谱域中为零，随后，残余信号在用C2码于104中被去扩谱以前，在再扩谱器103中用C1码再扩谱，在滤波器105中使信号2为零，在方框106中用C2再扩谱。根据本示范性实施方案，信号相对于C1的再正交化，即在减去别的信号或使其为零以后再减去与C1相关的组分，表示为第二C1去扩谱器107、用于C1相关组分的第二调零滤波器108以及第二C1再扩谱器109。在由方框107、108和109表示的再减级以后，残余信号可作进一步处理以提取其它的信号，以及以后对C2和C1作第三次再减操作，实际上以前任一种或全部已减过的信号都可实行再减操作以避免减法不完善的积累，否则要妨碍微弱信号的解码。
图2b表明，按照另一种示范性的实施方案，图2a的再扩谱级103和去扩谱级104通过使用C1和C2码波形的算术积(或对于二进制码，采用模2和)的码波形，可以组合成单个去扩谱器203。再减级205和206的去扩谱器，当这种组合完成时，分别采用C1码与标记为C(n-1)的前面紧接着的码组合和C1码与标记为Cn的后面紧随着的码组合。
图3示出了一个示范实施例，其中发明的再减技术是用去扩谱I、Q信号的高通滤波来实现的。低噪声放大器41和滤波器40和42选择并放大所希望的频段，将信号施加到零差降频变频器50上。本领域的技术人员将理解，以后的放大，滤波和降频变频至中频各级可以随意地放在零差降频变换器50之前。零差降频变频器50包括正交混频器51和52，它们由本地振荡器余弦和正弦波驱动，这些余弦和正弦波与信号混合而产生复合I、Q基带输出信号。本地振荡器频率ω0是位于待处理的希望信道的中心，这样，信号就变换到以DC为中心的I、Q基带频率上、硬件缺陷造成的DC漂移可以干扰所需要的信号的处理，因此适宜用高通滤波器60将它除去。高通滤波器在大部分宽扩谱信号带宽上衰减很小，这样就未实质性地降低所要信号的能量。
第一去扩谱器70包括混频器或反相开关71和72，用C1码对第一信号去扩谱。去扩谱后的第一信号最好是最强的信号。去扩谱信号组分被压缩到DC附近的窄频带上，然后由信号去除器80中的高通滤波器81与82将它们除去。其它未被C1码去扩谱的信号保留了下来，它们未被信号去除器80衰减多少。当希望除去以零、即DC为中心的信号时，在信号去除器80中采用高通滤波器81与82。在某些要除去的信号具有相对于ω0的频率偏移的情况下，在去扩谱以后将出现的是以一个频率而不是DC为中心的窄带I、Q信号，那么，滤波器81与82可以是陷波器或带阻滤波器。
在除去了滤波器80中的第一信号以后，用C1码对残余信号进行再扩谱，用待提取的下一信号的C2码进行去扩谱，这可在方框83中采用与第一去扩谱器70类似的结构来实现，不过这里采用的是C1和C2码的模2组合C1*C2，其中算子“*”表示按位进行的“异-或”运算。方框83也理解为包含滤波器，在将新的残余信号送到下一级以前，除去去扩谱C2信号组分，并且依次类推至最后一级84。如果只有单一信号被解码，当输出信号是希望的信号带上在前面的级中被除去的较强干扰信号时，级的串接终止。可是，每一级可以随意地输出其去除前的去扩谱信号组分，输出组分用来解码其它信号，正如在蜂窝基站中，来自移动台的所有信号希望被解码时。
当用C1码去除的最强信号S1与在级84随后的级(未示出)中用Cn去扩谱与解码的最后信号之间的信号强度差异很大时，由于噪声和多用户干扰影响造成的不完善的信号消除引起的残余误差仍保留下来，但正如上面引用过的美国专利号5,218,619文中描述过的那样，发明者指出，来自采用C1码的级的残余减法误差仍然与C1码是相关的，在首先减去别的信号后可以更精确地识别。因此，根据本发明的一个方面，用参考数字84表示的级，事实上它可以是50以后的任何信号消除级，为了去扩谱及滤去与C1相关并在级50中未完全消去的残余组分，级84包括同时采用前一级的去扩谱码Cn-1再扩谱，它以及再次使用C1码去扩谱。同样，任何与C2相关并在级83中未消除的残余组分可进一步降低，其办法是在级83以后的链路中的任意点上引入类似的再消除级，最好在进一步消除信号使小的残余误差得以较好地识别以后。
图4说明某些信号消除级通过采用码序列C1t的延时形式C1t-T，可用于消除同一信号的不同延时的射线。射线最好按信号强度下降的顺序加以消除。例如，假定信号1的射线1是所有接收到的射线中最强的；然后用C1t码在第一级91中将它去扩谱。同一信号的射线的去扩谱组分(例如，信号1射线1，信号1射线2，等等)可被送至组合器95，它可以是例如RAKE组合器，跟踪每个射线的相位与幅度，执行相干组合，借助于复合加权以增强在解码器96中解调的信号。方框95可替代为一种选择组合器，用于选择始终对信号1的最强射线解码，然而，也应该始终将其安排在级91中采用级1中适当的码延时C1t、C1t-T等来消除。方框92说明其它信号的射线可以在信号1的第二射线被去扩谱以前进行去扩谱与消除，如果其它信号射线比信号1射线2强的话，这也是所希望的。
信号1射线2在级93中用延时T的C1码、即码序列C1t-T来去扩谱，其中T的选择应尽可能地对应于信号1第二强射线相对于信号1最强射线的延时。去扩谱射线2的组分在从送到方框94表示的后续级的信号中滤去以前送到组合器95。方框94可以去扩谱及消除信号1的其它射线，其它信号的射线，或者与C1t码、C1t-T码或在以前的信号消除级中已使用过的任何其它的码或延时码中任何码相关的再相减组分。正如在美国专利USP5,572,552(Paul Dent等)文中所示，此文已在上面引入作为参考，在包括未接收到的信号射线的组合器95中形成组合是所希望的。在存在来源于某个基站的多用户噪声的情况下，这种现象出现于对来自同一基站的CDMA信号解码的移动接收机中。当最佳接收机是一种所谓的“逆信道滤波器近似”而不是RAKE接收机，或者是当既有同一基站又有其它基站的噪声要抵抗时两者的混合，那些相对于最强的射线或直接射线具有负延时的虚拟射线将被采用。然而，虚拟射线不必减去，因为它们并不对其它信号构成实际干扰。
图5示出了一种在去扩谱器191、291、197、297、98与198中对虚拟射线去扩谱的示范性系统，它们并不产生级连的输出信号，因为它们并不执行信号消除功能，而仅仅是一种去扩谱功能。然而，对实际射线去扩谱的去扩谱器91、97和298包括去扩谱能量的消除及产生联到下一级的级连信号。组合器95组合了对应于同一信号、例如信号1的全部去扩谱射线，实际的或虚拟的，为信息解码器96产生提高的所要信号与噪声加干扰之比。图5说明的既有并联去扩谱器又有串接的去扩谱器，那些产生串接信号作为输出的去扩谱器引入了用高通I、Q滤波或中频陷波来消除去扩谱信号的能量，而那些不产生串接输出的去扩谱器用于对虚拟射线或对于目前保证它们消除还不够强的射线的去扩谱，对于那些不够强的射线也一直监测着，以防万一它们成为足够强的射线。应当理解，任何信号消除级也可构成一个再减级，用以减少以前用同样的码减去信号所留下的残余误差。在这种情况下，来自再减级的去扩谱信号并未在用于信号解码的组合器95中被组合，这可以这样来实现，例如，或者不将再减级连接到组合器95，或者在组合器95中给它们的去扩谱输出信号的加权值为零。
配置图3、4或5的实现，使得信号或射线按所希望的信号强度相关的次序相减，这可以很方便地实现，具体方法是选择从码发生器35发往每个去扩谱级的码序列，使其与该级必须处理的信号或射线相对应。为了在不同的时间对不同的级输出不同的码，码发生器的编程可以通过跟踪组合器95中的不同信号和射线的幅度变化来实现。在排出信号与射线强度次序以后，控制信号可从组合器95送出以调整码发生器，这样一来，发往级1(即图3的方框70或图4与5的方框91)的码对应于最强的射线，发往随后各级的码对应于逐次减少的信号或射线强度。因此，为了使发明的接收机动态地适应动态变化的信号强度条件，不需要实际切换信号路径。为了将其码C1、C2、C3…和相应接收到的信号S1、S2、S3…的定时初始同步和保持同步，码发生器33可以用任何传统的方法来实现。然而，动态地选择发往每个去扩谱级的码序列的码和码延时很好地完成了同步保持的自动操作。
以上描述的示范实施例是用来说明本发明的所有方面而不是对本发明的限制。因此，本发明在具体的实施中可能有许多变型，本领域的技术人员从本文所包含的描述中可得出这些变型。所有这些变型和修改都被认为属于本发明的范畴和精神以内，正如以下的权利要求书所限定的。

Claims (40)

1.一种接收多个重迭扩谱信号并对至少一个所述重迭扩谱信号进行解码的接收机，包括：
产生中频信号的接收装置；
提供与所述重迭信号及其组合有关的去扩谱码复制品的码发生器装置；
用第一个所述去扩谱码复制品对所述中频信号去扩谱以获得去扩谱信号的第一去扩谱装置；
第一滤波装置，用于从所述去扩谱信号中消除用所述第一去扩谱码扩谱的第一个所述重迭扩谱信号的信号能量，留下残余信号，其中与其它信号有关的总能量仍未受多大影响；和
用所述第一去扩谱码复制品和第二去扩谱码复制品的组合对所述残余信号去扩谱以获得输出信号的第二去扩谱装置。
2.按照权利要求1所述的接收机，其特征在于还包括处理装置，用于进一步处理所述输出信号以提取所需信息。
3.按照权利要求2所述的接收机，其特征在于所述处理装置是用于进一步处理所述输出信号以提取电话语音信号的处理装置。
4.按照权利要求1所述的接收机，其特征在于还包括一个附加的滤波器，用于对所述输出信号进一步滤波，以便除去与所述第二去扩谱码复制品有关的信号能量。
5.一种接收多个重迭扩谱信号并对至少一个所述重迭扩谱信号进行解码的接收机，包括：
产生中频信号的接收装置；
提供所述重迭信号使用的扩谱码复制品的码发生器装置；
用第一个所述扩谱码复制品对所述中频信号去扩谱以获得去扩谱信号的去扩谱装置；
滤波装置，用于从所述去扩谱信号中除去用所述第一扩谱码扩谱的第一个所述重迭扩谱信号的信号能量，留下第一残余信号，其中与其它所述重迭扩谱信号有关的总能量仍未受多大影响；
用所述第一扩谱码复制品对所述第一残余信号再扩谱以获得第一再扩谱信号的再扩谱装置；
附加的去扩谱、滤波及再扩谱装置，使用其它所述码复制品从所述第一残余信号中除去和其它信号有关的能量以获得第二残余信号；和
再减装置，包括去扩谱、滤波及再扩谱装置，使用所述第一扩谱码复制品从所述第二残余信号中除去与所述第一信号有关的能量以产生输出信号。
6.按照权利要求5所述的接收机，其特征在于还包括处理装置，用于进一步处理所述输出信号，以便消除与其它扩谱码相关的信号能量，产生最终输出信号。
7.按照权利要求6所述的接收机，其特征在于还包括附加的处理装置，用于进一步处理所述输出信号，以便提取所需信息。
8.按照权利要求7所述的接收机，其特征在于所述附加处理装置是用于进一步处理所述输出信号以提取电话语音信号的附加处理装置。
9.按照权利要求7所述的接收机，其特征在于所述附加处理装置包括解调器或纠错解码器以及语音解码器，从低比特率形式到PCM形式。
10.按照权利要求9所述的接收机，其特征在于还包括用于在中继线上将所述PCM形式发送到电话交换系统的装置。
11.按照权利要求9所述的接收机，其特征在于还包括用于使用数模转换器进一步处理所述PCM形式以驱动电话耳机的装置。
12.一种接收多个重迭扩谱信号并对至少一个所述重迭扩谱信号进行解码的接收机，包括：
产生中频信号的接收装置；
提供所述重迭信号及其成对组合使用的扩谱码复制品的码发生器装置；
去扩谱装置，用第一所述扩谱码复制品对所述中频信号去扩谱，从而获得去扩谱信号；
滤波装置，用于从所述去扩谱信号中消除用所述第一去扩谱码扩谱的信号的信号能量，留下第一残余信号，其中与其它信号有关的总能量仍未受多大影响；
附加去扩谱及滤波装置，使用所述成对码组合从所述第一残余信号中消除与其它信号有关的能量以获得第二残余信号；和
再减装置，包括去扩谱及滤波装置，使用包括所述第一去扩谱码的所述成对码组合，从所述第二残余信号中消除与所述第一信号有关的能量以产生输出信号。
13.按照权利要求12所述的接收机，其特征在于还包括处理装置，用于进一步处理所述输出信号，消除与其它扩谱码有关的信号能量以产生最后的输出信号。
14.按照权利要求13所述的接收机，其特征在于还包括附加处理装置，用于进一步处理所述输出信号以提取所需信息。
15.按照权利要求14所述的接收机，其特征在于所述附加处理装置是用于对所述输出信号进一步处理以提取电话语音信号的附加处理装置。
16.按照权利要求14所述的接收机，其特征在于所述附加处理装置包括解调器或纠错解码器以及语音解码器，从低比特率形式到PCM形式。
17.按照权利要求16所述的接收机，其特征在于还包括用于在中继线上将所述PCM形式发送到电话交换系统的装置。
18.按照权利要求16所述的接收机，其特征在于还包括使用数模转换器进一步处理所述PCM形式以驱动电话耳机的装置。
19.一种接收多个重迭扩谱信号并对至少一个所述信号解码的接收机，包括：
接收装置，用于接收所述重迭信号并对所述重迭信号进行正交降频变频以产生复合基带I和Q信号；
码发生器装置，用于产生所述重迭信号所用的扩谱码复制品；
I和Q去扩谱装置，使用第一扩谱码的复制品对所述I和Q信号去扩谱以产生第一去扩谱I和Q信号；
第一滤波装置，用于从所述第一去扩谱I和Q信号中消除与采用所述第一扩谱码的第一信号有关的能量，同时留下与其它码有关的未有多大改变的能量以产生第一残余I和Q信号；
再扩谱与去扩谱装置，用所述第一扩谱码复制品对所述第一残余信号再扩谱并用第二码复制品对所述第一残余信号去扩谱以产生第二去扩谱I和Q信号；
第二滤波装置，用于从所述第二去扩谱I和Q信号中消除与采用所述第二扩谱码的第二信号有关的能量，留下第二残余I和Q信号；
信号消除装置，用于从所述第二残余信号中消除与采用不是所述第二扩谱码的扩谱码的信号有关的能量，以产生第三残余I和Q信号；和
再减装置，用于从所述第三残余信号中消除与采用所述第一扩谱码的所述第一信号有关的剩余能量。
20.按照权利要求19所述的接收机，其特征在于所述接收装置还包括用于从所述复合基带I和Q信号中消除DC漂移的漂移补偿装置。
21.按照权利要求20所述的接收机，其特征在于所述漂移补偿装置是高通滤波器。
22.按照权利要求19所述的接收机，其特征在于所述第一滤波装置是高通滤波器。
23.按照权利要求19所述的接收机，其特征在于所述第二滤波装置是高通滤波器。
24.按照权利要求19所述的接收机，其特征在于所述再扩谱与去扩谱装置包括在所述码发生器中形成所述第一和第二扩谱码复制品的模2和以形成组合码的电路，以及通过使用I混频器与Q混频器将所述组合码与所述第一I和Q残余信号进行混频的电路。
25.按照权利要求19所述的接收机，其特征在于所述再减装置包括：
第二再扩谱及去扩谱装置，用于利用在所述信号消除装置中最后消去的信号所使用的码的复制品对所述第三残余I和Q信号进行再扩谱，以及利用所述第一扩谱码复制品对所述第三残余信号进行去扩谱以产生第四残余I和Q信号；和
第三滤波装置，从所述第四残余I和Q信号中消除与采用所述第一扩谱码的第一信号有关的剩余能量以产生第五残余I和Q信号。
26.按照权利要求19所述的接收机，其特征在于还包括用于进一步处理所述第一去扩谱I和Q信号以提取所需信息的装置。
27.按照权利要求26所述的接收机，其特征在于用于进一步处理所述第一去扩谱I和Q信号的所述装置是用于进一步处理所述第一去扩谱I和Q信号以提取相位参考信号的装置；和
所述第一去扩谱码被导引信号或相位参考信号使用。
28.按照权利要求26所述的接收机，其特征在于进一步处理所述第一去扩谱I和Q信号的所述装置是用于进一步处理所述第一去扩谱I和Q信号以提取广播信息的装置。
29.按照权利要求26所述的接收机，其特征在于用于进一步处理所述第一去扩谱I和Q信号的所述装置是用于进一步处理所述第一去扩谱I和Q信号以提取发送移动电话号码的呼叫提示信息的装置。
30.按照权利要求19所述的接收机，其特征在于还包括：
用于进一步处理所述第一去扩谱I和Q信号以提取第一扩谱信号所携带的所需信息的装置；
用于进一步处理所述第二去扩谱I和Q信号以提取第二扩谱信号携带的所需信息的装置；和
处理在所述信号消除装置操作期间或在所述再减装置操作以后获得的任何后续去扩谱I和Q信号、以便提取由其它扩谱信号携带的其它所需信息的装置。
31.按照权利要求19所述的接收机，其特征在于还包括使去扩谱及被消除的信号按信号强度递减的次序处理的装置。
32.一种接收多个重迭扩谱信号并对至少一个所述信号解码的接收机，包括：
接收装置，用于接收所述重迭信号并对所述重迭信号进行正交降频变频以产生复合基带I和Q信号；
码发生器装置，用于产生所述重迭信号所使用的扩谱码的复制品及所述扩谱码的时移复制品；
I和Q去扩谱装置，利用第一扩谱码的复制品对所述I和Q信号去扩谱以产生第一去扩谱I和Q信号；
第一滤波装置，从所述第一去扩谱I和Q信号中消除与利用所述第一扩谱码的第一信号有关的能量，同时留下与所述其它扩谱码有关的未有多大改变的能量以产生第一残余I和Q信号；
第一再扩谱及去扩谱装置，利用所述第一扩谱码复制品对所述第一残余信号进行再扩谱，并且利用所述第一扩谱码的时移复制品对所述第一残余信号进行去扩谱以产生第二去扩谱I和Q信号；
第二滤波装置，从所述第二去扩谱I和Q信号中消除与所述第一信号的回波有关的能量以产生第二残余I和Q信号；
第二再扩谱及去扩谱装置，利用所述第一码的所述时移复制品对所述第二残余信号进行再扩谱，并且利用第二码复制品对所述第二残余信号进行去扩谱以产生第三去扩谱I和Q信号；和
处理装置，用以处理所述第三去扩谱信号以提取采用所述第二扩谱码的第二信号所携带的所需信息。
33.按照权利要求32所述的接收机，其特征在于还包括处理装置，用于联合处理所述第一去扩谱信号与所述第二去扩谱信号，从而提取采用所述第一扩谱码的所述第一信号所携带的所需信息。
34.按照权利要求32所述的接收机，其特征在于所述处理装置包括用于利用所述第二码的所述时移复制品去扩谱和处理所述第二信号的延时回波的装置。
35.一种接收多个重迭扩谱信号并对至少一个所述信号进行解码的接收机，包括：
接收装置，用于接收所述重迭信号并将其变换为中频信号；
码发生器装置，用于产生所述重迭信号使用的扩谱码的复制品以及所述扩谱码的时移复制品；
去扩谱装置，利用第一扩谱码的复制品对所述中频信号进行去扩谱以产生第一去扩谱信号；
陷波滤波装置，从所述第一去扩谱信号中消除与采用所述第一扩谱码的第一信号有关的能量，同时留下与其它码有关的未有多大变化的能量以产生第一残余信号；
第一再扩谱及去扩谱装置，利用所述第一扩谱码复制品对所述第一残余信号进行再扩谱并且用所述第一扩谱码的时移复制品去扩谱以产生第二去扩谱信号；
第二滤波装置，从所述第二去扩谱信号中消除与所述第一信号的延时回波有关的能量以留下第二残余信号；
第二再扩谱及去扩谱装置，利用所述第一码的所述时移复制品对所述第二残余信号进行再扩谱以及利用第二码复制品去扩谱以产生第三去扩谱信号；和
处理装置，处理所述第三去扩谱信号以提取采用所述第二扩谱码的第二信号携带的所需信息。
36.按照权利要求35所述的接收机，其特征在于还包括用于联合处理所述第一去扩谱信号与所述第二去扩谱信号的第二处理装置，以便提取采用所述第一扩谱码的所述第一信号携带的所需信息。
37.一种接收多个重迭扩谱信号并对至少一个所述信号进行解码的接收机，包括：
接收装置，接收所述重迭信号以及对所述重迭信号进行正交降频变频以产生复合基带I和Q信号；
码发生器装置，用于产生所述重迭信号使用的扩谱码的时移复制品；
第一I和Q去扩谱装置，用第一扩谱码的第一时移复制品对所述I和Q信号去扩谱以产生第一去扩谱I和Q信号；
第二I和Q去扩谱装置，用所述第一扩谱码的第二时移复制品对I和Q信号去扩谱以产生第二去扩谱I和Q信号；
处理装置，联合处理所述第一与第二去扩谱信号以提取所需信息；
滤波装置，从所述第一去扩谱I和Q信号中消除与采用所述第一扩谱码的第一信号有关的能量，同时留下与其它码有关的未有多大变化的能量以产生第一残余I和Q信号；
再扩谱与去扩谱装置，用所述第一码的所述第一时移复制品对所述第一残余信号再扩谱，并用第二码的复制品对所述第一残余信号进行去扩谱以产生第三去扩谱I和Q信号；和
处理装置，用于处理所述第三去扩谱信号，从而提取采用所述第二扩谱码的信号携带的所需信息。
38.按照权利要求37所述的接收机，其特征在于所述第一I和Q去扩谱装置包括对所述第一信号的最强射线去扩谱的装置。
39.一种接收多个重迭扩谱信号并对至少一个所述信号进行解码的接收机，包括：
接收装置，用于接收所述重迭信号并将所述重迭信号变换为中频信号；
码发生器装置，用于产生所述重迭信号使用的扩谱码的时移复制品；
第一去扩谱装置，利用第一扩谱码的第一时移复制品对所述中频信号去扩谱以产生第一去扩谱信号；
第二去扩谱装置，利用所述第一扩谱码的第二时移复制品对所述中频信号去扩谱以产生第二去扩谱信号；
处理装置，用于联合处理所述第一与第二去扩谱信号以提取所需信息；
滤波装置，从所述第一去扩谱信号中消除与采用所述第一扩谱码的第一信号有关的能量，同时留下与其它码有关的未有多大变化的能量以产生第一残余信号；
再扩谱与去扩谱装置，利用所述第一码的所述第一时移复制品对所述第一残余信号再扩谱，并利用第二码的复制品去扩谱以产生第三去扩谱信号；和
处理装置，用于处理所述第三去扩谱信号，提取采用所述第二扩谱码的信号携带的所需信息。
40.按照权利要求39所述的接收机，其特征在于所述第一去扩谱装置包括对所述第一信号的最强射线去扩谱的装置。
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