CN1190029C - 码分多址通信系统中用于发送和接收数据的设备与方法 - Google Patents

码分多址通信系统中用于发送和接收数据的设备与方法 Download PDF

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Abstract

一种用于分配用于CDMA(码分多路访问)系统中第一系统和第二系统的正交码的方法，该CDMA系统包括：第一系统信道，其用于利用对应于行序号与排列在m行m列矩阵中的正交码集不同的一个或多个正交码的第一集的正交码来扩展导频信号、寻呼信号和业务信号；和第二系统信道，其用于扩展对应于序号不同于所述第一正交码集序号的一个或多个正交码的第二集的正交码。第二系统的正交码被以比第一系统的数据速率高的数据速率发送。该方法包括以下步骤：将对应于与2n行中的至少一个关联的正交码集的正交码序号的正交码分配给第一系统信道，其中正交码集排列在正交码和倒置正交码的子集的矩阵中，每个子集包括2n行和2n列；以及将对应于与至少一个剩余行关联的正交码集的正交码序号的正交码分配给第二系统信道。

Description

码分多址通信系统中用于发送和接收数据的设备与方法
                       发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种用于CDMA通信系统的数据通信设备与方法，更具体地说，本发明涉及一种用于高速发送和接收数据的设备与方法。
2.相关技术说明
如下面表1所示，通常一个CDMA(码分多址)系统分配正交码以分离用于发送话音和数据的前向链路信道。表1表示了在CDMA 2000 1X系统中一种用于分配正交码以分离前向链路信道的方法。这里，沃尔什(Walsh)码能用作正交码。
表1
    正交码     分配方法
    W064     导频信道
    W164-W764     寻呼信道
    W3264     同步信道
    其它     业务(话音/数据)信道，公共控制信道
如表1所示，导频信道使用扩展因子64的正交码中的一个第0正交码，而寻呼信道使用扩展因子64的正交码中的第1到第7正交码。而且，同步信道使用长度64正交码中的一个第32正交码，而公共控制信道和业务信道使用除已分配正交码以外的其它正交码。
用于CDMA 2000 1X系统中的沃尔什码具有64码片长度，并且下面表2示出了一个所使用的沃尔什码集(set)。在表2的沃尔什码集结构中，行表示用于信道扩展一个符号(symbol)的沃尔什码长度，而列表示沃尔什码的序号(或索引)。表2所示的沃尔什码具有64码片长度，而有效沃尔什码的数量是64。
表2
符号中的沃尔什码片
Figure C0080416600061
调制符号索引
具有表2沃尔什码集的CDMA 2000系统是提供话音和数据服务的移动通信系统。然而，该CDMA 2000系统采用了一种利用类似信道结构来提供话音和数据服务的方法。也就是说，业务信道包括一个基本信道和一个辅助信道：基本信道主要用于提供话音服务而辅助信道主要用于提供数据服务。但是，CDMA 2000 1X系统需要一种能够执行高速数据服务的信道结构。因此需要这样一种设备和方法，这种设备与方法能够提供支持比CDMA 20001X更高速率的数据服务并保持与CDMA 2000的兼容性。
                         发明概述
因此，本发明的一个目的在于提供这样一种设备与方法，该设备与方法用于传递话音和高速数据同时保持与CDMA 2000系统的兼容性。
本发明的另一目的在于提供这样一种设备与方法，该设备与方法用于保持CDMA 2000系统的传输信道和用于传输高速数据的信道之间的正交性以便传输话音和高速数据，同时保持与CDMA 2000系统的兼容性。
本发明的另一目的在于提供这样一种设备与方法，该设备与方法用于在传输前时分多路复用数据、导频信号和控制信号，以便传输具有高可靠性的高速数据，同时保持与CDMA 2000系统的兼容性。
为了实现上述和其它目的，提供了一种用于分配用于CDMA(码分多路访问)系统中第一系统和第二系统的正交码的方法，该CDMA系统包括：第一系统信道，其用于利用对应于行序号与排列在m行m列矩阵中的正交码集不同的一个或多个正交码的第一集的正交码来扩展导频信号、寻呼信号和业务信号；和第二系统信道，其用于扩展对应于序号不同于所述第一正交码集序号的一个或多个正交码的第二集的正交码，所述正交码被以比第一系统的数据速率高的数据速率发送。该方法包括以下步骤：将对应于与2n行中的至少一个关联的正交码集的正交码序号的正交码分配给第一系统信道，其中正交码集排列在正交码和倒置正交码的子集的矩阵中，每个子集包括2n行和2n列；以及将对应于与至少一个剩余行关联的正交码集的正交码序号的正交码分配给第二系统信道。
最好，第一系统是一个CDMA系统而第二系统是一个HDR(高数据速率)系统。
最好，分配给第一系统的正交码是长度64的沃尔什码。而分配给第二系统的正交码是其长度短于第一系统沃尔什码的沃尔什码。
最好，分配给第一系统的沃尔什码是长度64的沃尔什码，其将至少4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110中的两个作为一个根，而分配给第二系统的沃尔什码是具有低于16的扩展因子的沃尔什码，其将除用于第一系统的所述4码片沃尔什码以外的的4码片沃尔什码作为一个根。最好，用于第二系统的正交码是W2 4＝0011和W3 4＝0110。
最好，分配给第一系统的沃尔什码是长度64的沃尔什码，其将4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110中指定的一个作为一个根，而分配给第二系统的沃尔什码是具有低于16的长度的沃尔什码，其将除用于第一系统的所述4码片沃尔什码以外的的3个4码片沃尔什码作为一个根。最好，用于第二系统的正交码是W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110。
为了实现上述和其它目的，提供了一种CDMA系统中的信道发送设备，包括：第一系统的信道发送器，它包括公共信道和专用信道；第二系统的信道发送器，它包括其数据速率高于该第一系统的数据速率的数据信道；正交码分配器，它包括一张由分配给该第一系统信道的正交码和分配给该第二系统的正交码组成的表，其中分配给第一系统的沃尔什码是具有m码片长度的沃尔什码，其将4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110中的至少两个作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是具有低于m码片长度的沃尔什码，其将除用于第一系统中所述4码片沃尔什码以外的其余的4码片沃尔什码作为根；以及切换控制器，它用于根据分配的信道信息分配该正交码，并且将分配的沃尔什码施加到第一与第二系统的信道发送器。
为了实现上述和其它目的，提供了一种CDMA系统中的信道发送设备，包括：第一系统的信道发送器，它们包括公共信道和专用信道；第二系统的信道发送器，它们包括其数据速率高于该第一系统的数据速率的数据信道；正交码分配器，它包括一张由分配给第一系统信道的正交码和分配给第二系统的正交码组成的表，其中分配给第一系统的沃尔什码是具有m码片长度的沃尔什码，其将4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110中特定一个作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是具有长度低于m码片的沃尔什码，其将除用于第一系统中所述4码片沃尔什码以外的其余3个4码片沃尔什码作为根；以及切换控制器，它用于根据分配的信道信息分配该正交码，并且将分配的沃尔什码施加到第一与第二系统的信道发送器。
为了实现上述和其它目的，提供了一种CDMA系统中的信道接收设备，包括：第一系统的信道接收器，它们包括公共信道和专用信道；第二系统的信道接收器，它们包括具有高于该第一系统的数据速率的数据信道；正交码分配器，它包括一张由分配给该第一系统信道的正交码和分配给该第二系统的正交码组成的表，其中分配给第一系统的沃尔什码是具有m码片长度的沃尔什码，其将4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110中的至少两个作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是具有低于m码片长度的沃尔什码，其将除用于第一系统中所述4码片沃尔什码以外的其余4码片沃尔什码作为根；以及切换控制器，它用于根据分配的信道信息分配该正交码，并且将分配的沃尔什码施加到于第一与第二系统的信道接收器。
                          附图简述
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的、特性和优点将会变得更加清楚，其中：
图1的示意图表示了根据本发明实施例在CDMA通信系统中用于信道通信设备的发送器的结构；
图2的示意图表示了根据本发明实施例在CDMA通信系统中用于信道通信设备的接收器的结构；和
图3的示意图表示了根据本发明实施例在CDMA通信系统中用于发送高速数据的分组(packet)和时隙(slot)的结构。
                        具体实施方式
以下参照附图来详细说明本发明的一个优选实施例。在下面的描述中不会详细描述公知的功能和构造，因为它们会在不必要的细节上混淆本发明。
为了清楚地说明本发明，首先定义这里用到的术语。这里用到的术语“CDMA 2000系统”指代一种北美类型的同步系统，由IS-2000标准定义，出自IMT-2000 CDMA通信系统。这里用到的导频信道、同步信道、前向寻呼信道和公共控制信道由IS-2000标准定义并分别等同于前向导频信道、前向同步信道、前向寻呼信道和前向公共控制信道。因为导频信道、同步信道、寻呼信道和公共控制信道的结构和操作在现有技术中众所周知，为了简单起见这里就不详细描述这些信道。在下面的描述中，术语“业务信道”指代前向业务信道、前向基本信道和前向辅助信道，由IS-2000标准定义。业务信道用于发送话音和数据。通过在同步捕获之前捕获基站信息的系统建立过程和利用前述信道的呼叫建立，以及用于发送/接收业务信道的设备与方法在现有技术中已众所周知。因此，为了简单起见这里将不再详细描述。
提供话音和数据服务的CDMA 2000系统被实现为可以同时提供话音和数据服务。但是，当在预定时间内发送大量的数据时该CDMA 2000系统受到限制。因此，就需要一种能够高速提供数据服务的通信系统，而且这类通信系统之一是HDR(高数据速率)系统。通过将一个高速传递数据的信道分配给至少一个用户，HDR系统高速发送大量的数据。因此，HDR系统使用具有比用在CDMA通信系统中的沃尔什码的速率更高的速率的沃尔什码。
当即使用CDMA 2000系统又使用HDR系统时，移动终端能够分别服务于这些系统。这里，如果这两个系统被分配不同的频率，沃尔什码各自独立地被使用，因为系统的操作频率不同。在这种情况下，在该移动终端中汇集了一个用于CDMA 2000系统的移动终端和一个用于HDR系统的移动终端。但是，当希望实现同时使用CDMA 2000系统和HDR系统的移动终端时，为了提高通信效率，基站和移动终端有效地划分用于分配CDMA系统信道和HDR系统信道的沃尔什码。
本发明的一个示范实施例提出了一个用于移动通信系统的基站和移动终端，在该移动通信系统中CDMA 2000系统与HDR系统形成一体。而且本实施例提出了一种基站和移动终端有效地将沃尔什码分配给CDMA 2000系统的信道和HDR系统的信道的方法。CDMA 2000系统的信道可以包括导频信道、同步信道、寻呼信道、公共信道、以及由基本信道和辅助信道组成的业务信道。而且，HDR系统的信道包括一个或多个数据信道。在下面的描述中，CDMA 2000系统将指代第一系统而数据通信系统(或HDR系统)将指代第二系统。另外，CDMA 2000系统的信道将指代第一组信道而HDR系统的信道将指代第二组信道。并且，在下面的描述中，正交码与沃尔什码意义相同。而且，用于本发明实施例的术语“扩展码”和“码长度”在本申请中自始至终具有相同的意义。
现在参照附图和表格详细描述一个优选实施例。
如表1和2所述在分配用于分离前向链接信道的正交码时，为了发送高速数据同时又保持与CDMA 2000系统的兼容性，本发明的实施例将固定正交码分配给用于发送高速数据的信道并且将其它与已分配的固定正交码保持正交性的正交码分配给用于现存系统的信道。
下面的表3表示了第一种用于生成正交码以将在CDMA 2000系统中提供的信道与用于高速数据发送的信道分离的方法。
表3
    0000     CDMA系统中提供的信道(第一组信道)
    0101
    0011     用于高速数据发送的信道(第二组信道)
    0110
如表3所示，所有正交码分成两组：第一半正交码以与CDMA 2000系统相同的方法使用，而另一半正交码被分配给数据通信系统的专用数据信道。这里，该数据通信系统(或HDR通信系统)是一种用于专门提供数据服务的系统，并且利用一个或多个高速数据信道执行高速数据通信服务。
为了提供更高数据速率的数据服务，能够使用如下面表4所示的第二种用于划分正交码的方法。
表4
    0000     CDMA 2000系统中提供的信道(第一组信道)
    0101     用于高速数据发送的信道(第二组信道)
    0011
    0110
表3和4表示了分配给包含在CDMA 2000系统中的第一组信道的正交码和分配给包含在HDR系统中的第二组信道的正交码，这些正交码出自表2所示的沃尔什码。参照表2，当使用4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110时。在这种情况下，表3中，W0 4＝0000和W1 4＝0101用作分配给第一组信道的沃尔什码，而W2 4＝0011和W3 4＝0110用作分配给第二组信道的沃尔什码。在这种情况下，CDMA系统能够使用将W0 4＝0000和W1 4＝0101作为一个根的64码片沃尔什码，而HDR系统能够按原样使用4码片沃尔什码W2 4＝0011和W3 4＝0110。通过按上述方法区分沃尔什码，可以有效地利用在表2中在可用沃尔什码集中的沃尔什码，并且防止重复分配该沃尔什码。而且，表4中，将‘0000’作为根的正交码被分配给CDMA系统中而其它包括‘0101’、‘0011’和‘0110’的正交码被分配给一个专用数据信道(专用数据信道只是数据发送信道)。
当按表3和4所示的方法分配沃尔什码时，寻呼信道属于一个分配给数据信道的正交码区，因此，有必要分配不同于CDMA系统中用于寻呼信道的正交码的正交码。另外，存在另一种方法用于根据长度划分不同类型的正交码并且将其分配给用在CDMA 2000系统中的正交码和用在专用数据信道中的正交码。存在几种方法用于将正交码划分成用在CDMA 2000系统中的正交码和用在专用数据信道中的正交码。
下面的表5表示了一种优选方法，它根据参照表3和4所述的正交码生成方法，使用生成的正交码分配正交码以分离前向链接信道。
表5
    正交码     分配方法
    W0 64     导频信道
    W1 64     寻呼信道
    W32 64     同步信道
    W2 4、W3 4     专用数据信道
    其它   业务(话音/数据)信道、公共控制信道
参照表5，为了保持CDMA 2000系统和HDR系统之间的正交性，将在CDMA 2000系统中的可用正交码分配给作为第一组信道的导频信道、寻呼信道和同步信道，而将长度为4的正交码固定地分配给HDR系统第二组信道。也就是说，表5中，用在CDMA 2000系统中的正交码和用于高速数据通信的正交码使用不同的具有不同长度的正交码。这里，一个正交码集被用作用于分离CDMA 2000系统中用于数据服务的信道的正交码，并且分配给CDMA 2000系统信道的正交码和用于数据服务的信道必须经安排以保持它们之间的正交性。
因此，如表5所示，长度为64的沃尔什码中的第0沃尔什码W0 64被分配给导频信道，长度为64的沃尔什码中的第1沃尔什码W1 64被分配给寻呼信道，并且长度为64的沃尔什码中的第32沃尔什码W32 64被分配给同步信道。与上述所分配的沃尔什码保持正交性的长度4的第2和第3沃尔什码W2 4与W3 4被分配用于高速数据发送，并且与分配用于高速数据发送的正交码正交的所有可用沃尔什码，如长度为64的第4、5、8和9沃尔什码W4 64、W5 64、W8 64和W9 64被分配给CDMA 2000系统中用于发送话音和数据的公共信道和业务信道。通过参照表5所述的方法分配正交码，在CDMA 2000系统中提供的第一组信道和用于高速数据发送的第二组信道之间保持有正交性，从而HDR系统能够发送高速数据同时又能保持与CDMA 2000系统的正交性。
表5表示了一个将具有不同长度的正交码分配给CDMA 2000系统的第一组信道和用于数据服务的第二组信道的实例。在这种情况下，为了提供高速数据服务，分配用于数据服务的业务信道的数大于分配用于话音服务的码信道数。另外，分配给HDR系统的第二组信道的正交码可以具有与用在CDMA 2000系统中的正交码相同的长度。在这种情况下，通过将更多的正交码分配给用于数据服务的信道，可以获得相同的结果。这里，当一个业务信道分配给每个用户时，CDMA 2000系统将一个正交码分配给一个信道。但是根据用于高速数据发送的时分原则，HDR系统的第二组信道被发送给大量的用户。也就是说，HDR系统利用一个数据信道结构将数据分段成多个码信道并将正交码分配给所分段数据用于解扩数据。因此，高速发送数据是可能的，而且利用分配给一个帧前面的前置码(preamble)的正交码可以确定要将数据发送给哪些用户。
根据参照表3和4所述的正交码分配方法，专用数据信道的最大数据速率根据码速率和调制/解调方法而变化。当使用16-QAM(正交幅度调制)时，如下面表6所示地确定最大数据速率。
表6
正交码分配方法     码速率     最大数据速率
表3的方法     1/2     1.2288Mbps
    2/3     1.6384Mbps
    3/4     1.8432Mbps
表4的方法     1/2     1.8432Mbps
    2/3     2.4576Mbps
    3/4     2.7648Mbps
当使用QPSK(正交相移键控)调制而不采用16-QAM时，表6的最大数据速率减半。而且，当使用BPSK(二进制相移键控)调制时，最大数据速率变成表6中最大数据速率的3/4。对于本领域的技术人员显然可以确定用于其它调制/解调方法的最大数据速率。
现在，参照图1和2，将详细描述有关用于发送和接收高速数据同时又保持与CDMA 2000系统的兼容性的基站发送器和移动终端接收器的结构和操作。
图1表示了根据本发明实施例的移动通信系统的基站发送器，它用于执行通信功能同时又保持CDMA 2000系统和HDR系统之间的正交性。
如图1所示，CDMA 2000系统的信道包括用于导频信道、同步信道、寻呼信道、公共控制信道、业务信道和用于发送高速数据的信道的发送器。因此，用于导频信道、同步信道、寻呼信道、公共控制信道和业务信道的发送器等同于CDMA 2000系统中提供的发送器。因而，为了简单起见这里将不再详细描述该发送器。下面参照图1描述用于高速数据发送的HDR系统的第二组信道的发送器的结构。
参照图1，用于高速数据发送的第二组信道由数据、前置码、控制位和导频位组成。下面描述HDR系统的数据发送操作。
编码器101编码数据信道的输入数据，用于在接收器纠错。扰频器102加扰由编码器101编码的符号数据。16-QAM调制器103对由扰频器102加扰的信号执行调制。虽然图1所示的实施例包括16-QAM调制器，但是它也能够使用不同类型的调制器。由16-QAM调制器103调制的信号被分成I-信道信号和Q-信道信号。交织器104交织由调制器103调制的I-信道信号和Q-信道信号，并且符号穿孔和重复(puncturing & repeating)部分105穿孔和重复所交织的信号的符号以输出速率匹配的信号。多路分解器106将来自符号穿孔和重复部分105的I-信道和Q-信道信号多路分解为几个信道。
多路分解器106用于使用所有分配给专用数据信道的正交码发送信号。也就是说，正交码的扩展等级取决于将来自符号穿孔和重复部分105的信号多路分解给多少个信道。当如表3所示划分正交码集(或组)时，输入到多路分解器106的信号被多路分解(或划分)成2个并行信号并且多路分解的信号能够分别用W2 4和W3 4扩展。在这种情况下，正交码的扩展值成为4。或者，输入到多路分解器106的信号被多路分解成4个并行信号并且多路分解的信号能够分别用W2 8、W3 8、W6 8和W7 8扩展。在这种情况下，扩展因子(SF)变为8。另外，输入到多路分解器106的信号被多路分解成8个并行信号并且多路分解的信号能够分别用W2 16、W3 16、W6 16、W7 16、W10 16、W11 16、W14 16和W15 16扩展。在这种情况下，扩展因子(SF)变为16。而且，输入到多路分解器106的信号被多路分解成16个并行信号并且能由分别匹配的16个沃尔什码扩展，其中正交码的扩展因子(SF)是32。此外，当在HDR系统和CDMA2000系统中信道被分配时，其中如上述划分每个正交码，同CDMA系统的一样，分配给数据专用信道的信道正交码的扩展因子(SF)是64。当多路分解器106将其输入信号多路分解成几个并行信号并且如上述用它们相关的正交码扩展多路分解的信号时，各个正交码都属于分配给专用数据信道的正交码集，并且用在正交函数乘法器107的所有正交码集等于分配给专用数据信道的正交码集。除了上述方法，还有几种将多路分解器106的输入信号多路分解成并行信号的方法。这里，对于本领域技术人员，用什么正交码扩展各个并行信号的技术众所周知。当如表4划分正交码集时，输入到多路分解器106的信号被多路分解成3、6、或12个并行信号，并且多路分解的并行信号用与上述相同的方法正交扩展。
正交函数乘法器(或正交码扩展器)107将表3和4中所示的它们相关的正交码与由信号多路分解器106多路分解的信号相乘。因此，多路分解的信号保持它们之间的正交性，而且保持与导频信道、同步信道、寻呼信道、公共信道和业务信道的正交性，这些信道是CDMA 2000系统的第一组信道。正交函数乘法器107通过将它们相关的正交码与多路分解的信号相乘来正交扩展多路分解的信号。增益控制器108控制正交扩展信号的增益。由增益控制器108增益控制的数据信号输入到第一切换器111。
符号重复器109重复前置码的符号并且正交函数乘法器(或正交码扩展器)110将符号重复的前置码与其相关正交码相乘。对于由正交函数乘法器110相乘的正交码，使用的是将用于专用数据信道的正交码作为根的正交码，如表3和4所示。这里，前置码包括识别信息，该信息指示了使用HDR系统的信道的用户，并且根据分配的正交码可以确定将前置码后面的数据发送到哪一个用户。由正交函数乘法器110与正交函数相乘的信号成为前置码的I-信道信号，并且前置码信号的Q-信道信号成为‘0’。这种结构的前置码信号输入到第一切换器111。
从增益控制器108输出的增益控制信号和前置码信号由第一切换器111时分切换。第一切换器111在帧的起始点发送(或切换)前置码信号，并且在完成前置码信号的发送后根据切换控制信号发送数据信号。该由第一切换器111控制(或切换)的数据信号或前置码信号输入到第二切换器116。
符号重复器112重复控制位并且将该重复的控制位多路分解成I-信道信号和Q-信道信号。正交函数乘法器113将相关的正交码与由符号重复器112多路分解的I-信道和Q-信道信号相乘。同在正交函数乘法器110中一样，由正交函数乘法器113使用的正交函数也能够随机地从用在正交函数乘法器107中的正交函数中选择。增益控制器114控制从正交函数乘法器113输出的信号的增益并且将增益控制位施加到第二切换器116。
正交函数乘法器115将其相关的正交码与导频位相乘。对于由正交函数乘法器115相乘的正交码，使用的是将用于专用数据信道的正交码作为根的正交码，如表3和4所示。由正交函数乘法器115乘以正交函数的信号成为该导频位的I-信道信号，并且该导频位的Q-信道成为‘0’。这种结构的导频位输入到第二切换器116。
第二切换器116的输入信号包括第一切换器111的输出信号、控制位和导频位。用于控制第二切换器116的切换控制信号根据分组和时隙的结构时分切换第一切换器111和第二切换器116，该结构如后面描述的图3所示。参照图3将详细描述切换控制信号。
加法器117叠加从第二切换器116输出的信号中的I-信道信号，并且加法器118叠加从第二切换器116输出的信号中的Q-信道信号。也就是说，加法器117和加法器118分别叠加多路分解的I-信道和Q-信道信号。从加法器117和118输出的信号具有分组301和时隙303的结构，如图3所示。
加法器117和118的输出信号是HDR系统的信号，并且加法器125、125ρ再次将CDMA 2000系统的输出信号与这些信号叠加。也就是说，加法器125、125ρ将CDMA 2000系统中的几个信道发送器的I和Q信号与加法器117和118的I和Q输出信号叠加，CDMA 2000系统中的信号例如是由导频信道发生器119、同步信道帧发生器120、寻呼信道帧发生器121、公共控制信道帧发生器122和业务信道帧发生器123生成的。叠加的信号应用于复解扩器126。复解扩器126通过将其相关的PN码(或序列)与I-信道和Q信道信号相乘，复扩展由加法器125，125ρ叠加的I-信道和Q-信道信号。
正交码分配器127根据由上层提供的分配控制信号将适当的正交码分配给各个信道。上层通过分配控制信号向正交码分配器127提供需要正交码分配的信道信息，并且请求用于相应信道的正交码分配。根据包含在分配控制信息中的信道信息和本发明提出的正交码分配方法，正交码分配器127输出正交码。输出的正交码通过第三切换器129提供给并存储在对应于信道信息的信道发送器，其中该切换器129由切换控制器128控制，并且用于正交扩展。正交码分配器127、切换控制器128和第三切换器129组成了用于分配正交码的控制器。
下面将描述用于分配正交码的控制器的操作。正交码分配器127可以具有一张包含有关表2所示正交码集信息的表，并且通过如表3或4所示方式划分将分配给第一组信道和第二组信道的正交码而将这些正交码存储在该表中。例如，在表3的情况下，将以W0 4和W1 4为根的长度64的沃尔什码Wi 64作为待分配给第一组信道的正交码存储，并且将以W2 4和W3 4为根的长度64的沃尔什码Wi 64作为待分配给第二组信道的正交码存储。这里，待分配给第二组信道的正交码能够是W2 4和W3 4(SF＝4)；W2 8、W3 8、W6 8和W7 8(SF＝8)；或W3 16、W6 16、W7 16、W11 16、W14 16和W15 16(SF＝16)。不然，使用扩展因子32的沃尔什码，它能够分配给表2中第二组信道。在本发明的实施例中，第一组信道使用长度64的正交码，而第二组信道使用长度4的正交码，如表5所示。
在信道分配期间，上层向正交码分配器127输出分配控制信号。分配控制信号生成用于分配给用于CDMA 2000系统的导频信道、同步信道和寻呼信道的正交码，和用于分配给指定到公共控制信道和业务信道的正交码的控制信号。另外，当通过HDR系统的信道发送数据时，分配控制信号生成控制信号，它用于分配用于指定数据信道的正交码。接着，根据分配控制信号，正交码分配器127生成用于导频信道、同步信道和寻呼信道的正交码W0 64、W1 16和W32 64，和用于指定的公共控制信道和业务信道的正交码。这里，分配给CDMA 2000系统的第一组信道的正交码是以W0 4和W1 4为根的长度64的正交码。另外，正交码分配器127生成待分配给HDR系统的信道的正交码W2 4和W3 4，并且用于第二组信道的正交码具有4码片的长度，与CDMA2000系统的正交码不同。
这样生成的正交码施加到第三切换器129。接着切换控制器128根据从上层提供的切换控制信号控制第三切换器129。该切换控制信号包括请求正交码分配的信道信息。第三切换器129将从正交码分配器127输出的正交码分别施加到它们相关的正交码复用器119、120、121、122、123、107、110、113和115。
这种结构能够应用于基站和移动终端的发送器。在图1中本发明的实施例中，一个发送器在发送前将CDMA 2000系统的信道信号与HDR系统的信道信号叠加。基站可以分别包括CDMA 2000系统和HDR系统的发送器以输出信道信号。但是，移动终端应当包括图1的发送器。另外，接收器还应当能够解调从两个系统接收的信道信号。
图2表示了根据本发明实施例在CDMA 2000系统中的数据接收器。这里假定图2的接收器是用于移动终端的接收器。在图2中，该接收器包括CDMA 2000系统的信道接收器和用于高速数据发送的HDR系统的信道接收器。业务信道帧接收器215等同于由CDMA 2000系统提供的接收器。为了方便起见这里不再详细描述业务信道帧接收器。具有图2的结构的接收器可以包括CDMA 2000系统的接收器和HDR系统的接收器。这里的描述将集中在HDR系统的信道接收器。
参照图2，复解扩器(complex-despreader)216复解扩接收信号并且将该复解扩过的信号提供给业务信道帧接收器215和第二切换器214。业务信道帧接收器215从复解扩过的接收信号中提取业务信道帧。第二切换器214根据切换控制信号将提供的信号切换成第一切换器211的输入信号或用于接收控制位的输入信号。第一切换器211根据该切换控制信号还将它的输入信号切换成用于接收数据信道的输入或用于接收前置码的输入。
当切换第一切换器211以接收数据信道信号时，正交函数乘法器207将正交码与第一切换器211的输出信号相乘。正交函数乘法器207的输出信号相应于发送器的多路分解器106多路分解的信号。因此，正交函数乘法器207的输出信号生成相应于I-信道和Q-信道正交函数的信号。复用器206将对应于从正交函数乘法器207输出的各个正交函数的信号多路分解为I-信道和Q-信道信号。符号累加器205累加由复用器206复用的信号，并且去交织器(deinterleaver)204去交织累加的信号。解调器203解调去交织的信号。解调器203应当相应于用在发送器中的调制器103。去扰器202去扰由解调器203解调的信号并且解码器201将去扰的信号解码成数据信道位。
当将第一切换器211切换为接收前置码时，正交函数乘法器210将正交码与第一切换器211的输出信号相乘，并且符号累加器209累加正交函数乘法器210的输出信号。接着解调器208将符号累加器209的输出信号解调成前置码。与相应于发送器的解调器103的解调器203不同，解调器208是用于通过补偿信道失真执行同步解调的解调器。
当将第二切换器214切换为接收控制数据时，正交函数乘法器213将正交码与第二切换器214的输出信号相乘，并且符号累加器212累加正交函数乘法器213的输出信号。接着解调器211将符号累加器212的输出信号解调成控制数据。解调器211执行与解调器208相同的操作。
图3表示了来自发送器中加法器117和118的分组和时隙的结构。
现在参照图3描述用于高速数据发送的分组和时隙的结构，并且参照图1和2描述切换控制信号。用于一个用户的高速数据发送以分组单元为基础执行，并且前置码位于每个分组的起点。发送前置码302表示分组的开始，而在完成前置码302的发送后，发送数据分组301。分组301由多个时隙303组成，并且每个时隙303以时分复用为基础发送数据304、导频305与306和控制信号307与308。时隙303分成两个1/2-时隙，并且导频305与306分别在两个1/2时隙中间被发送。控制信号307与308分别位于两个1/2时隙中的后一个1/2时隙中的导频306的前后。一个时隙用这种方法构造，并且一个分组通过汇集这种时隙构造。因此，图1的切换控制信号控制第一和第二切换器111和116，从而在发送器中加法器117和118的输出信号具有图3所示的分组和时隙结构，并且图2的切换控制信号控制第一和第二切换器211和214，从而接收的信号具有图3所示的分组和时隙结构。在本发明的实施例中，移动终端根据基站定时知道切换器的切换点。
虽然能够如上所述以时分为基础发送控制数据和导频信号，但是还可以在除去用于发送控制数据的部分后通过CDMA 2000系统的公共控制信道发送必需的控制数据，并且可以用CDMA 2000系统的导频信道替换用于发送导频信号的部分。也就是说，控制信号和导频信号用在CDMA 2000系统的信道中并且这些信号是用在用于数据服务的信道中的信息。因此，能够利用CDMA 2000系统的信道或数据服务信道、对导频信道和控制数据进行通信。在本发明的实施例中，假定利用CDMA 2000系统的信道发送导频信号和控制数据。也就是说，用于数据通信的导频信号能够使用CDMA 2000系统的导频信道发生器119，并且用于数据通信的控制信号能够使用CDMA 2000系统的公共控制信道帧发生器122。另外，用于数据通信的控制信号不能使用CDMA 2000系统的公共控制信道，相反，可以新定义一个单独的用于发送控制信号的控制信道，并且通过这个信道发送控制信号。在这种情况下，如表3和4所示，对于分配给新的控制信道的正交码，能够使用分配给CDMA2000系统的正交码中的一个目前未使用的正交码。
另外，用于数据通信的控制信号不能使用CDMA 2000系统的公共控制信道，相反，可以新定义一个单独的用于发送控制信号的控制信道，并且通过这个信道发送控制信号。在这种情况下、如表3和4所示，对于分配给新的控制信道的正交码，能够使用分配给CDMA 2000系统的正交码中的一个目前未使用的正交码。
如上所述，根据本发明的CDMA系统包括一个单独的能够提供高速数据服务的数据信道通信设备以实现高质量的数据通信。另外，具有高速数据通信功能的CDMA系统适当地分配用于信道分离的正交码，因而提高正交码的使用效率。
尽管本发明是参照其特定的最优实施例来描述的，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种修改。

Claims (13)

1.一种用于分配用于CDMA系统中第一系统和第二系统的正交码的方法，该CDMA系统包括：第一系统信道，其用于利用对应于行序号与排列在m行m列矩阵中的正交码集不同的一个或多个正交码的第一集的正交码来扩展导频信号、寻呼信号和业务信号；和第二系统信道，其用于扩展对应于序号不同于所述第一正交码集序号的一个或多个正交码的第二集的正交码，这种方法包括以下步骤：
将对应于与2n行中的至少一个关联的正交码集的正交码序号的正交码分配给第一系统信道，其中正交码集排列在正交码和倒置正交码的子集的矩阵中，每个子集包括2n行和2n列；以及
将对应于与至少一个剩余行关联的正交码集的正交码序号的正交码分配给第二系统信道。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第一系统是一个CDMA 2000系统而第二系统是一个高数据速率系统。
3.根据权利要求1所述的方法，其中分配给第一系统的正交码是长度为64的沃尔什码，而分配给第二系统的正交码是其长度短于第一系统沃尔什码的长度的沃尔什码。
4.根据权利要求3所述的方法，其中分配给第一系统的沃尔什码是扩展因子为64的沃尔什码，其将至少4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110中的两个作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是沃尔什码，其将除用于第一系统中所述4码片沃尔什码以外的其余4码片沃尔什码作为根。
5.根据权利要求4所述的方法，其中用于第二系统的正交码是W2 4＝0011和W3 4＝0110。
6.根据权利要求3所述的方法，其中分配给第一系统的沃尔什码是扩展因子为64的沃尔什码，其将4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110中特定一个作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是沃尔什码，其将除用于第一系统中所述4码片沃尔什码以外的其余3个4码片沃尔什码作为根。
7.根据权利要求4所述的方法，其中用于第二系统的正交码将W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110作为根。
8.一种CDMA系统中的信道发送设备，包括：
第一系统的信道发送器，它包括公共信道和专用信道；
第二系统的信道发送器，它包括其数据速率高于该第一系统的数据速率的数据信道；
正交码分配器，它包括一张由分配给该第一系统信道的正交码和分配给该第二系统的正交码组成的表，其中分配给第一系统的沃尔什码是具有m码片长度的沃尔什码，其将4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110中的至少两个作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是具有低于m码片长度的沃尔什码，其将除用于第一系统中所述4码片沃尔什码以外的其余的4码片沃尔什码作为根；以及
切换控制器，它用于根据分配的信道信息分配该正交码，并且将分配的沃尔什码施加到第一与第二系统的信道发送器。
9.根据权利要求8所述的信道发送设备，其中分配给第一系统的沃尔什码是具有扩展因子m＝64的沃尔什码，其将W0 4＝0000和W1 4＝0101作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是具有低于32码片的扩展因子的4码片沃尔什码W2 4＝0011和W3 4＝0110。
10.一种CDMA系统中的信道发送设备，包括：
第一系统的信道发送器，它们包括公共信道和专用信道；
第二系统的信道发送器，它们包括其数据速率高于该第一系统的数据速率的数据信道；
正交码分配器，它包括一张由分配给第一系统信道的正交码和分配给第二系统的正交码组成的表，其中分配给第一系统的沃尔什码是具有m码片长度的沃尔什码，其将4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110中特定一个作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是具有长度低于m码片的沃尔什码，其将除用于第一系统中所述4码片沃尔什码以外的其余3个4码片沃尔什码作为根；以及
切换控制器，它用于根据分配的信道信息分配该正交码，并且将分配的沃尔什码施加到第一与第二系统的信道发送器。
11.根据权利要求10所述的信道发送设备，其中分配给第一系统的沃尔什码是扩展因子64的沃尔什码，其将W0 4＝0000作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是扩展因子低于32码片的沃尔什码，其将W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110作为根。
12.一种CDMA系统中的信道接收设备，包括：
第一系统的信道接收器，它们包括公共信道和专用信道；
第二系统的信道接收器，它们包括具有高于该第一系统的数据速率的数据信道；
正交码分配器，它包括一张由分配给该第一系统信道的正交码和分配给该第二系统的正交码组成的表，其中分配给第一系统的沃尔什码是具有m码片长度的沃尔什码，其将4码片沃尔什码W0 4＝0000、W1 4＝0101、W2 4＝0011和W3 4＝0110中的至少两个作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是具有低于m码片长度的沃尔什码，其将除用于第一系统中所述4码片沃尔什码以外的其余4码片沃尔什码作为根；以及
切换控制器，它用于根据分配的信道信息分配该正交码，并且将分配的沃尔什码施加到于第一与第二系统的信道接收器。
13.根据权利要求12所述的信道接收设备，其中分配给第一系统的沃尔什码是扩展因子64的沃尔什码，其将W0 4＝0000和W1 4＝0101作为根，而分配给第二系统的沃尔什码是扩展因子低于32码片的沃尔什码，其将W2 4＝0011和W3 4＝0110作为根。
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