CN1206266A

CN1206266A - Cdma网中差分psk信号的传送

Info

Publication number: CN1206266A
Application number: CN98105392A
Authority: CN
Inventors: 何金萌
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 1999-01-27

Abstract

一种在CDMA网内检测用户信号的方法和系统。(编码)用户消息比特被分成一系列相继的比特组,并将它们映射到一个预定的PSK信号空间从而为每个消息比特组产生一个差分相位。根据当前消息比特组的差分相位和上一消息比特组的绝对相位为每个消息比特组产生一个绝对相位。用绝对相位信号对一个RF载波进行相位键控,形成一个RF信号,经两个代码序列扩频后发送。在接收机中进行相反的处理过程。

Description

CDMA网中差分PSK信号的传送

本发明属通信技术领域．具体地说，本发明与码分多址(CDMA)通信的方法和系统有关。

在当前的码分多址(CDMA)系统中，相干和非相干这两种解调技术都有使用。相干解调技术要求对接收信号进行精确的载波相位估计，因而需要有导频信号或锁相环。这两个要求都是不现实的，特别是对于至卫星或基站的上行链路。非相干正交解调技术对于码元检测要求进行多种相关和比较运算，实现起来相当复杂。此外，非相干解调技术在性能上也比相干方法差。

在对DS-CDMA(直接序列码分多址)信号进行相干解调时，要求对各个相位进行精确的相位跟踪。在通过非相干正交解调检测DS-CDMA信号时，性能较差，实现也复杂。因此，对于CDMA体制的通信需要一种简单而有效的信号传送方案，既能减少实现的复杂性，又能改善系统的性能。

本发明提出了一种不需要估计载波相位的对在DS-CDMA网内发送的多点对点和点对多点信号进行解调时不需要估计载波相位的方法和系统。此外，本发明还提出了一种简单的检测技术处理经解调的信号，因此具有比常规的非相干技术更好的性能。

本发明的优点是由于采用了将(编码)用户消息比特分成一些相继的比特组的方法和系统。通过将每个消息比特组映射到一个预定的PSK信号空间(constellation)为每个消息比特组产生一个差分相位信号。通过将当前消息比特组的差分相位与上一个消息比特组的绝对相位信号相加为每个消息比特组产生一个绝对相位信号。用每个消息比特组的绝对相位进行PSK调制，形成一个RF信号。这个RF信号在用两个代码序列扩频后发送出来。

在接收机中，RF信号经非相干正交解调后用代码序列解扩。对所得的相继各块进行相位比较，提取载有(编码)用户消息的差分相位。最后，恢复用户消息。

本发明例示于(但并不局限于)下列附图，在这些附图中相同的标号表示相同的单元，其中：

图1为本发明所提出的在DS-CDMA网中采用差分PSK信号传送方式的发射机的基本功能件的方框图；以及

图2为本发明所提出的在DS-CDMA网中采用差分PSK信号传送方式的接收机的基本功能件的方框图。

本发明简化了CDMA通信系统的RF解调和接着的检测过程，从而降低了对实现复杂性和功率的要求，这在某些应用中是有相当严格的限制的。例如，在无线通信系统中，本发明极为有利于在蜂窝或PCS网中的基站或空间系统中的卫星上进行频率变换和基带处理，由于本发明不需要对在上行链路上接收到的每个用户信号的载波相位进行通常的预测，因此只需要较少的功能。此外，对于所有在相同载波上发送的用户信号能将所接收的RF信号集体下变频为基带信号。对于下行链路，也可以相应减少用户终端的硬件和功率消耗，这尤其对于手机或便携式通信装置来说是很有意义的。而且，本发明为在卫星上进行处理和／或下行链路交换提供了一种分离不同上行链路信号的高效机制。

图1为示出在DS-CDMA网(例如，作为诸如蜂窝和PCS那样的地面无线网或卫星通信网的一部分)中采用差分PSK通信的发射机的基本功能件的方框图。根据应用形成用户消息的信息比特组经编码(如编成格码)后，以众所周知的方式映射为一个所造PSK信号空间内的相应信号点。可以在码元映射前或后应用比特／码元交织，以便进行硬或软解码。经编码的信息比特由MPSK映射器11映射为一个差分相位信号Δφ⁽ⁱ⁾(n)。从每个编码信息比特组得到的相位看作一个差分相位。通过由差分相位编码器12以众所周知的方式将当前信号区间的差分相位Δφ⁽ⁱ⁾(n)与前一信号区间的绝对相位值φ⁽ⁱ⁾(n-1)相加，为每个信号区间得出一个绝对相位φ⁽ⁱ⁾(n)。

绝对相位φ⁽ⁱ⁾(n)由标准的PSK调制器13加到一个具有所要求的载波频率的载波上。载波相位调制后，经调制的信号在14用一个由系统指配给用户的沃尔什(Walsh)函数以众所周知的方式加以扩频。然后，在15再用一个与例如地面基站或卫星波束相应的组代码以众所周知的方式对经调制的信号进一步扩频后送至16，进行RF传输。可以应用RF放大将信号放大到所要求的发射功率后再馈送给发射天线。

图2为示出在DS-CDMA网(例如，作为诸如蜂窝和PCS那样的地面无线网或卫星通信网的一部分)中采用差分PSK通信的接收机的基本功能件的方框图。在这个接收机中，所接收的RF信号通过非相干下变换成一个基带信号后，用与在发射机中用来扩频的代码序列相应的代码序列解扩，从而从共享同一个CDMA信道的其他用户信号中分出所需的用户消息信号。有一个相位比较器用来计算两个相继的解扩器输出之间的相位差，检测出用户消息信号后送至信道解码器。

在图2中，所接收的RF信号经适当的RF滤波和放大后通过在21a和21b的非相干正交解调下变换成一个基带信号，在22a和22b受到低通滤波。首先在23用用户的组代码以众所周知的方式进行解扩、在24用用户沃尔什函数解扩、再在25a和25b进行积分和速放处理，从消息信号的正交相位分量中提取了发给特定用户的消息信号。对于上行链路的接收情况来说，可以对所接收的属于同一组的所有用户信号集体进行下变换和组代码解扩。积分器25a和25b的输出通过利用在26的延迟T，在27以众所周知的方式比较相位，得出载有所需信息的差分相位。如果在发射机中用了比特／码元交织，那么就需要根据交织器的位置以众所周知的方式使用相应的比特／码元解交织器。信道解码器28，例如提供软或硬判决的维托比解码器，用来恢复用户消息信号。

虽然本发明结合所示实施例作了说明，但可以理解，根据本发明的精神实质可以进行种种修改，所有这些应该都属于本发明的专利保护范围。

Claims

1．一种在一个CDMA网内产生一个用户信号的方法，所述方法包括下列步骤：

将一个用户消息的各比特分成一系列相继的比特组；

通过将每个消息比特组映射到一个预定的PSK信号空间，为每个消息比特组产生一个差分相位；

通过将当前比特组的差分相位与当前比特组的上一比特组的绝对相位相加，为每个消息比特组产生一个绝对相位；

用绝对相位进行PSK调制，形成一个RF信号；

用两个代码序列对RF信号进行扩频；以及

发射RF信号。

2．按权利要求1所述的方法，其中用户消息比特是经编码的。

3．按权利要求1所述的方法，其中两个代码序列包括一个与一个用户组有关的伪随机数序列。

4．按权利要求1所述的方法，其中两个代码序列包括一个指配给一个用户组中的一个用户的沃尔什函数。

5．按权利要求1所述的方法，所述方法正包括下列步骤：

接收RF信号；

对所接收的RF信号进行非相干正交解调；

用两个代码序列对经解调的RF信号进行解扩；

对经解调、解扩的RF信号的相继块进行相位比较，提取载有用户消息的差分相位；以及

恢复用户消息。

6．按权利要求5所述的方法，其中用户消息位是经编码的。

7．按权利要求5所述的方法，其中两个代码序列包括一个与一个用户组有关的伪随机数序列。

8．按权利要求5所述的方法，其中两个代码序列包括一个指配给一个用户组中的一个用户的沃尔什函数。

9．按权利要求5所述的方法，其中RF信号是在一个CDMA通信网内发送的。

10．按权利要求9所述的方法，其中CDMA通信网是一个卫星通信网。

11．按权利要求9所述的方法，其中CDMA通信网是一个蜂窝网。

12．按权利要求9所述的方法，其中CDMA通信网是一个PCS网。

13．一种在一个CDMA网内检测一个用户信号的方法，所述方法包括下列步骤：

接收一个是含有被分成一系列比特块的用户消息的一个经PSK调制的CDMA信号的RF信号，每个比特块经差分相位编码和用两个代码序列扩频；

对所接收的信号进行非相干正交解调；

用两个代码序列对经解调的信号进行解扩；

对经解调、解扩的信号的相继块进行相位比较，提取载有用户消息的差分相位；以及

恢复用户消息。

14．按权利要求13所述的方法，其中用户消息位是经编码的。

15．按权利要求13所述的方法，其中两个代码序列包括一个与一个用户组有关的伪随机数序列。

16．按权利要求13所述的方法，其中两个代码序列包括一个指配给一个用户组中的一个用户的沃尔什函数。

17．按权利要求13所述的方法，其中RF信号是在一个CDMA通信网上接收的。

18．按权利要求17所述的方法，其中CDMA通信网是一个卫星通信网。

19．按权利要求17所述的方法，其中CDMA通信网是一个蜂窝网。

20．按权利要求17所述的方法，其中CDMA通信网是一个PCS网。

21．一种CDMA通信系统，所述系统包括：

一个PSK映射器，用来按预定的PSK信号空间将一系列用户消息比特组映射成相应的各差分相位；

一个差分相位编码器，用来根据当前比特组的差分相位与当前消息比特组的上一消息比特组的绝对相位的和为每个消息比特组产生一个当前绝对相位；

一个PSK调制器，用来用当前绝对相位对一个RF载波进行相位调制，形成一个RF信号；以及

一个扩频器，用来用两个代码序列对RF信号进行扩频。

22．按权利要求2l所述CDMA通信系统，其中用户消息比特是经编码的。

23．按权利要求2l所述的CDMA通信系统，其中两个代码序列包括一个与一个用户组有关的伪随机数序列。

24．按权利要求21所述的CDMA通信系统，其中两个代码序列包括一个指配给一个用户组中的一个用户的沃尔什函数。

25．按权利要求21所述的CDMA通信系统，所述系统还包括一个发射机，用来将RF信号发射到CDMA通信网上。

26．按权利要求25所述的CDMA通信系统，所述系统还包括：

一个接收机，用来接收RF信号；

一个非相干正交解调器，用来对所接收的RF信号进行解调；

一个扩频解扩器，用来用两个代码序列对经解调的RF信号进行解扩；

一个差分相位比较器，用来产生每个用户消息比特组的差分相位，差分相位是当前比特组的绝对相位与当前比特组的上一个比特组的绝对相位之差；以及

一个解码器，用来根据相应差分相位对每个用户消息比特组进行解码。

27．按权利要求26所述的CDMA通信系统，其中用户消息比特是经编码的。

28．按权利要求26所述的CDMA通信系统，其中两个代码序列包括一个与一个用户组有关的伪随机数序列。

29．按权利要求26所述的CDMA通信系统，其中两个代码序列包括一个指配给一个用户组中的一个用户的沃尔什函数。

30．按权利要求26所述的CDMA通信系统，其中CDMA通信网是一个卫星通信网。

31．按权利要求26所述的CDMA通信系统，其中CDMA通信网是一个蜂窝网。

32．按权利要求26所述的CDMA通信系统，其中CDMA通信网是一个PCS网。

33．一种CDMA通信系统，所述系统包括：

一个接收机，用来接收在一个CDMA网上的一个是含有被分成一系列比特块的用户消息的一个经PSK调制的CDMA信号的RF信号，每个比特块经差分相位编码和用两个代码序列扩频；

一个非相干正交解调器，用来对所接收的RF信号进行解调；

一个差分相位比较器，用来产生每个用户消息比特块的差分相位，差分相位是当前比特块的绝对相位与当前比特块的上一个比特块的绝对相位之差；以及

一个解码器，用来根据相应差分相位对每个用户消息比特块进行解码。

34．按权利要求33所述的CDMA通信系统，其中用户消息比特是经编码的。

35．按权利要求33所述的CDMA通信系统，其中两个代码序列包括一个与一个用户组有关的伪随机数序列。

36．按权利要求33所述的CDMA通信系统，其中两个代码序列包括一个指配给一个用户组中的一个用户的沃尔什函数。

37．按权利要求33所述的CDMA通信系统，其中CDMA通信网是一个卫星通信网。

38．按权利要求33所述的CDMA通信系统，其中CDMA通信网是一个蜂窝网。

39．按权利要求33所述的CDMA通信系统，其中CDMA通信网是一个PCS网。