CN1222011A - 产生扩频信号的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

在DS－CDMA移动通信系统中利用正交代码产生扩频信号的装置和方法。该装置包括:探测I－信道信号和Q－信道信号、从而产生零点交叉探测信号的探测器;将Q－信道信号相位延迟90°的延迟器;和根据零点交叉探测信号输出Q－信道信号和相位延迟信号之一的复用器。当未探测到零点交叉时,复用器输出Q－信道信号,保持I－信道信号和Q－信道信号间的正交性。当探测到零点交叉时,复用器将Q－信道信号相位延迟90°,并输出相位延迟的Q－信道信号以保持1/2片码交错。

Description

产生扩频信号的装置和方法
本发明涉及DS-CDMA(直序码分多址)移动通信系统，更具体地说，涉及使用正交代码产生扩频信号的OQPSK(交错正交相移键控)调制装置和方法。
CDMA移动通信系统让许多用户可以共享时间和频率。为此，发射器使用PN(伪噪声)序列(或PN代码)来扩展要发送的信号、然后再发送扩展信号，所述PN序列之间具有很低的关联性、是分配给相应的用户的。接收器产生与发射器所用的相同的PN序列，以便保持同步，并利用所产生的PN序列将所接收的信号逆扩展，以便恢复原信号。
这里，一个用户所使用的数据速率通常大大低于频率带宽。因为低数据速率的数据是通过高数据速率的频率带宽来发送的，所以用来将各用户彼此区别的代码具有扩展代码的特性。也就是说，低数据速率的数据位流通过使用高数据速率的扩展代码来扩展，然后通过给定的频率带宽来发送/接收。作为一种这样的CDMA系统，DS-CDMA通信系通过把要通信的数据流乘以其代码速率高于该数据的代码速率的PN序列而扩展要通信的数据位流，不同的PN序列被分配给相应的用户。
而且，CDMA移动通信系统采用利用Walsh码来扩展数据的扩展方法，Walsh码是用于信道分离与频谱扩展的扩展码。这种扩展方法利用Walsh码的正交性来区别(或分离)不同的用户或信道，而不干扰信道(用户)。这里，OQPSK调制利用交错(offet)来保持正交性。
图1说明用于DS-CDMA移动通信系统的传统OQPSK调制装置的方框图。参考图1，正交调制器105和106分别使用正交代码WI(t)和WQ(t)来调制(或扩展)I-信道(或I-臂)输入数据DI(t)和Q-信道(或Q-臂)输入数据DQ(t)。这里，Walsh码可用作正交代码。然后OQPSK调制装置使用PN码PI(t)和PQ(t)扩展从增益控制器107和108输出的经过正交调制的I-和Q-信道信号，以便产生扩展信号XI(t)和XQ(t)。
具体地说，为了产生I-信道扩展信号XI(t)，扩展器(spreader)111用PN码PI(t)扩展增益控制器107的输出信号，而扩展器113用PN码PQ(t)扩展增益控制器108的输出信号。然后减法器115从扩展器111的输出信号中减去扩展器113的输出信号，从而产生I-信道扩展信号XI(t)。类似地，为了产生Q-信道扩展信号XQ(t)，扩展器112用PN码PI(t)扩展增益控制器108的输出信号，扩展器114用PN码PQ(t)扩展增益控制器107的输出信号。然后减法器116从扩展器112的输出信号中减去扩展器114的输出信号，从而产生Q-信道扩展信号XQ(t)。
然后，FIR(有限脉冲响应)滤波器120将扩展信号XI(t)滤波，产生I-信道发送信号SI(t)，而FIR滤波器121把在1/2片码延迟器119内延迟1/2片码的扩展信号XQ(t)滤波，以便产生Q-信道发送信号SQ(t)。
上述OQPSK DS-CDMA通信系统通过将扩展信号XQ(t)相位延迟90°来防止扩展信号XI(t)和XQ(t)的零点交叉。所以，当把经过FIR-滤波的发送信号SI(t)和SQ(t)加到后级电路、比如功率放大器的线性电路时，可以防止发送信号的旁瓣的增大。
然而，和不提供交叉(offet)的QPSK DS-CDMA通信系统不同，OQPSK DS-CDMA通信系统不能保持I-信道信号XI(t)和Q-信道信号XQ(t)之间的正交性，因此产生相位误差。也就是说，当在接收器的解调期间不存在信道噪声时，I-信道和Q-信道之间的正交不能保持，这由于互相干扰的缘故而产生相位误差，从而降低了系统性能。
因此本发明的目的是提供在DS-CDMA移动通信系统中利用正交代码产生扩展信号的装置和方法，该装置和方法可以将相位误差减至最小，保持I-信道和Q-信道信号之间的正交性。
本发明的另一个目的是提供在OQPSK DS-CDMA通信系统中利用正交代码产生扩展信号的装置和方法，该装置和方法通过避免零点交叉而避免旁瓣的增大。
为了达到以上目的，提供了在CDMA移动通信系统中利用正交代码产生扩频信号的装置。该装置包括：用来探测I-信道信号和Q-信道信号、从而产生零点交叉探测信号的零点交叉探测器；用来将Q-信道信号相位延迟90°的延迟器；以及用来根据零点交叉探测信号而输出Q-信道信号和相位延迟信号之一的多路复用器。当未探测到零点交叉时，多路复用器输出Q-信道信号，保持I-信道信号和Q-信道信号之间的正交性。然而，当探测到零点交叉时，多路复用器将Q-信道信号相位延迟90°，并输出经过相位延迟的Q-信道信号，以保持1/2片码交错。
通过参考以下结合附图的详细描述，对本发明的更全面的评价以及本发明的许多优点会更容易明白，而且本发明也会变得更容易理解，附图中：
图1是DS-CDMA移动通信系统的传统OQPSK调制装置的方框图；以及
图2是根据本发明的实施例的DS-CDMA移动通信系统的OQPSK调制装置的方框图。
下面将参考附图详细描述本发明的最佳实施例，其中相同的标号表示相同或相当的部件。在本说明书中，没有详细描述那些众所周知的、可能以不必要的细节混淆本发明的功能或结构。
图2说明根据本发明的实施例的DS-CDMA移动通信系统的OQPSK调制装置的方框图。参考图2，根据本发明的OQPSK调制装置除了包括零点交叉探测器117和多路复用器118以外，在结构上类似于图1的传统的OQPSK调制装置。零点交叉探测器117探测I-和Q-信道扩展信号XI(t)和XQ(t)的零点交叉，并根据探测结果产生零点交叉探测信号ZC。多路复用器118在输入节点A接收Q-信道扩展信号XQ(t)，并且在另一节点B接收90°相位延迟扩展信号XQ’(t)(即1/2片码延迟信号)。多路复用器118根据零点交叉探测信号ZC选择性地输出扩展信号XQ(t)和90°相位延迟扩展信号XQ’(t)。
在操作中，正交调制器105和106分别用正交代码WI(t)和WQ(t)对I-信道输入数据DI(t)和Q-信道输入数据DQ(t)进行正交调制(或扩展)。然后该装置用PN代码PI(t)和PQ(t)扩展经过正交调制的I-和Q-信道信号，产生扩展信号XI(t)和XQ(t)。
具体地说，为了产生I-信道扩展信号XI(t)，扩展器111用PN码PI(t)扩展增益控制器107的输出信号，而扩展器113用PN码PQ(t)扩展增益控制器108的输出信号。然后减法器115从扩展器111的输出信号中减去扩展器113的输出信号，从而产生扩展信号XI(t)。类似地，为了产生Q-信道扩展信号XQ(t)，扩展器112用PN码PI(t)扩展增益控制器108的输出信号，扩展器114用PN码PQ(t)扩展增益控制器107的输出信号。然后减法器116从扩展器112的输出信号中减去扩展器114的输出信号，从而产生扩展信号XQ(t)。
然后，有限脉冲响应(FIR)滤波器120将扩展信号XI(t)滤波，产生I-信道发送信号SI(t)。零点交叉探测器117探测扩展信号XI(t)和XQ(t)的零点交叉。这里，当未探测到零点交叉时，多路复用器118根据零点交叉探测信号ZC从减法器116输出扩展信号XQ(t)(因此该装置用作QPSK调制装置)。然而，当探测到零点交叉时，多路复用器118根据零点交叉探测信号ZC输出从1/2片码延迟器119中输出的相位延迟扩展信号XQ’(t)(因此该装置用作OQPSK调制装置)。这样，当扩展信号XI(t)和XQ(t)之间出现零点交叉时，该装置对I-信道信号和Q-信道信号进行OQPSK调制，以保持I-信道信号XI(t)和Q-信道信号XQ(t)之间的1/2片码交错，从而防止了I-信道发送信号SI(t)和Q-信道发送信号SQ(t)之间的零点交叉。相反，当扩展信号XI(t)和XQ(t)之间不出现零点交叉时，该装置对扩展信号XI(t)和XQ(t)进行QPSK调制，以保持I-信道信号XI(t)和Q-信道信号XQ(t)之间的正交性，从而将相位误差减至最小。
具体地说，零点交叉探测器117检查是否出现扩展信号XI(t)和XQ(t)的零点交叉，而当未探测到零点交叉时，产生“0”的探测信号ZC，以便使该装置能够作为QPSK调制装置。也就是说，多路复用器118响应零点交叉探测信号ZC输出在输入节点A输入的扩展信号XQ(t)。结果，FIR滤波器120将扩展信号XI(t)滤波，产生发送信号SI(t)，而FIR滤波器121将扩展信号XQ(t)滤波，产生发送信号SQ(t)。
然而，当探测到零点交叉时，零点交叉探测器117输出“1”的零点交叉信号，以便使该装置能够作为OQPSK调制装置。也就是说，多路复用器118响应零点交叉探测信号ZC输出在输入节点B输入的1/2片码延迟扩展信号XQ’(t)。结果，FIR滤波器120将扩展信号XI(t)滤波，产生发送信号SI(t)，而FIR滤波器121将1/2片码延迟扩展信号XQ’(t)滤波，产生发送信号SQ(t)。
如上所述，本发明的OQPSK DS-CDMA系统防止零点交叉，并将旁瓣的增加减至最小，从而克服由I-信道信号和Q-信道信号之间的非正交性造成的相位误差而改善了系统的性能，所述相误差正是OQPSK系统的缺点。也就是说，本发明的系统可以通过保持I-信道信号和Q-信道信号之间的正交性而将相误差减至最小。
虽然已经参考特定的实施例详细地描述了本发明，但它们仅仅是应用范例。因此，显然，本专业的技术人员可以在本发明的范围和精神内作出许多变化。

Claims (3)

1．在CDMA(码分多址)移动通信系统中利用正交代码产生扩频信号的装置，其特征在于包括：
用来探测I-信道信号和Q-信道信号、从而产生零点交叉探测信号的零点交叉探测器；
用来将Q-信道信号相位延迟90°的延迟器；以及
在一个输入节点接收Q-信道信号并且在另一个节点接收所述相位延迟信号的多路复用器，用来根据所述零点交叉探测信号输出所述Q-信道信号和所述相位延迟信号之一。
2．在CDMA移动通信系统中利用正交代码产生扩频信号的方法，其特征在于包括以下步骤：
确定是否出现I-信道信号和Q-信道信号的零点交叉；
当未探测到所述零点交叉时，输出所述Q-信道信号，保持所述I-信道信号和所述Q-信道信号之间的正交性；以及
当探测到所述零点交叉时，将所述Q-信道信号相位延迟90°，并且输出所述经过相位延迟的Q-信道信号，以便保持1/2片码交错。
3．在CDMA移动通信系统中利用正交代码产生扩频信号的方法，其特征在于包括以下步骤：
确定是否出现I-信道信号和Q-信道信号的零点交叉，由此产生零点交叉探测信号；
将所述Q-信道信号相位延迟90°；以及
根据所述零点交叉信号，输出所述Q-信道信号和所述相位延迟信号之一。
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