CN1252189A - 带有分布发射机的多用户通信系统体系结构 - Google Patents

带有分布发射机的多用户通信系统体系结构 Download PDF

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Abstract

一种用于在扩展频谱通信系统(100)中使用的基站和网关(124,126)的新信号处理体系结构,它简化了数据传送,减小了所需总线容量,而且不需要对要组合的信号进行同步处理。一系列发送模块(5081－508M)用于把数据传送到一系列模拟发射机(4121－412M)中的相应一个,这些发射机用于形成每个系统用户的通信电路。每个发送模块(5081－508M)采用一系列编码器(502MR)和调制器(504MS)来运用适当的PN扩展码形成扩展通信信号。将来自用于每个系统用户(D)的每个模块(508)的扩展频谱通信信号组合起来(5101－510M),并传送到与该模块有关的单个模拟发射机(412)。由用于每个模块内各单元的公共定时信号自动同步经组合的信号。每个模块内处理单元的数量使每一用户或用户信道可获得的至少一条要通过相连的模拟发射机(4121－412M)发送信息的处理路径。以采用当前技术较容易接纳的大量减小的传送速率从模块(5081－508M)输出数据。这对于基于卫星的通信系统或高容量蜂窝网系统非常有用,而且运用一系列容易制造的电路模块可以成本低廉地完成这个系统体系结构。

Description

带有分布发射机的多用户通信系统体系结构
发明领域
本发明涉及多址通信系统，诸如无线数据或电话系统，以及运用卫星的扩展频谱通信系统。具体而言，本发明涉及通信系统体系结构，其中运用采用与各个模拟发射机耦合的一些相连调制器和扩频单元的发送模块，发送通信信号，以减少数据传送需求。本发明还涉及用于在CDMA扩展频谱通信系统中重分配某些信号调制功能以降低数据传送速率的方法。
相关技术的描述
在大量系统用户之间的信息传送信息已采用多种多址通信系统和技术。在美国专利第4,901,307号(1990年2月13日颁布，发明名称为“运用卫星或地面中继站的扩展频谱多址通信系统”)和美国专利第5,691,974号(1997年11月25日颁布，发明名称为“用扩展频谱通信系统全频谱发射功率跟踪各接收者相位时间和能量的方法和装置”)中描述了在多址通信系统中运用诸如码分多址(CDMA)一类的扩展频谱调制技术，上述两个专利已转让给本发明的受让人，并且按参考资料在此引入。
这些专利揭示了无线通信系统，其中多个一般移动系统或远端系统使用者或用户采用收发机诸如通过公用电话交换网，来与其它系统用户或所需信号接收者进行通信。收发机一般通过网关和卫星或基站(也称为区站或蜂窝区)，运用码分多址(CDMA)扩展频谱类的通信信号进行通信。
基站覆盖蜂窝区，而卫星在地球的表面具有射束覆盖区。在任一种系统中，通过将被覆盖的地理区域划分扇区或细分，可以获得容量增益。在基站处采用方向性天线，可以将蜂窝区分成“扇区”。类似地，采用波束成形天线系统，可将卫星的地面覆盖区地理上分成“波束”。可认为这些用于细分覆盖区的技术是运用相关天线方向性或空分多路转换产生隔离。此外，假设存在可获得的带宽，通过采用频分多路转换(FDM)，可以将每个这种分单元(扇区或波束)分配给多个CDMA信道。在卫星通信系统中，可将每个CDMA信道称为“子波束”，因为每“波束”可有若干这样的信道，或者说这些信道占用波束覆盖的区域。
在典型的扩展频谱通信系统中，在用户信息信号调制到载波信号作为通信信号发送之前，采用一个或多个，一般是一组或一对，预选的伪噪声(PN)码序列在预定频带上调制或“扩展”该用户信息信号。PN扩展是一种现有技术中熟知的扩展频谱发送的方法，此方法产生的发送信号，其带宽比数据信号的带宽大得多。在基站到用户或网关到用户的通信链路中，用PN扩展码或二进制序列区分由不同基站或在不同波束上发送的信号，并区分多路径信号。在给定CDMA信道或子波束内的所有通信信号通常共用这些PN码。
采用正交信道化码抑制干扰并鉴别蜂窝区内的不同用户或前向链路卫星子波束内发送的用户信号。即，每个用户终端都具有通过用唯一“覆盖”正交码设置在前向链路上的它自己的正交信道。一般用Walsh函数实现信道化码，对于地面系统其典型长度大约为64码片而对于卫星系统其典型长度大约为128码片。
此外，用某种信号分集减少衰落的不良影响和通信系统中相关用户或卫星移动带来的附加问题。在扩展频谱通信系统中一般使用三种类型的分集：时间、频率和空间分集。运用纠错编码或简单重复和信号分量的时间交错可以获得时间分集。宽广带宽内扩展信号能量提供其固有的一种频率分集。因此，频率选择性衰落只影响一小部分CDMA信号带宽。一般通过不同天线或通信信号波束，运用多个信号路径提供空间分集。
用于地面蜂窝网通信系统的基站一般采用六根天线，细分蜂窝区的三个扇区，每个扇区用两根天线。一些设计打算使用附加天线或极化模式，以提供附加CDMA信道。与卫星一起使用的基站，也称为网关或网枢，采用大约32或更多的与一副或多副天线相连的发射机阵列，以在每个载波频率上容纳多个波束。网关还在任何给定时间内向一般大约为三个或四个的多个卫星提供服务。在一个示范系统中，在8个轨道平面的每个轨道平面上使用大约6个卫星，而且对于一些系统还考虑更多的卫星。此外，卫星中每一子波束的通信频道数或电路数大约为128路，而不是一般在地面蜂窝网系统中获得的64路。与通常的基站相对比，这些因素使系统网关内必须容纳的数据和信号处理量大为增加。
当由网关要将数字数据形式的包含话音的信息传送给系统使用者或用户时，首先根据需要对该信息进行编码和交错，然后运用适当的正交扩展码加以“覆盖”和“扩展”。出于分集的目的，对要传送数据信号的每一模拟信号路径，每个数据信号至少由一个调制器加以处理。然后，把扩展编码数据传送到一个或多个模拟发射机，在那里对它进行上变频至适当的中频并用来调制载波波形以形成所需的通信信号。
每个模拟发射机代表信号的一条预选分集信号路径，而且一般通过每个模拟发射机，在任何时间传送多个用户信号。从网关或基站内的调制器阵列或多个调制器单元接收每个模拟发射机用的信号，利用特定的信号路径分集对这些信号分别分配特定用户的通信处理。将来自几个调制器的信号组合起来以形成对于每个模拟发射机的单个输出波形。这意味着必须沿着与所有调制器的输出相连的公共总线或电缆组件传送用于每个模拟发射机的数据。即，运用一组公共数据总线互连或连接所有调制器和模拟发射机，以便有可能处理模拟发射机、天线、卫星和用户的任何给定组合的多径(分集)信号。
对于当前通信系统中获得的话务信道数据速率，在数字调制器和模拟发射机之间传送信号的网关总线必须处理大约几千兆比特/秒(Gbps)或更多。每个调制器的输出以大约40兆比特/秒(Mbps)的速率提供数据。运用2至64条分集路径在每个CDMA信道或频率上有可能会发送对于多达128个用户信道的信号。这导致总数据总线传送速率超出5-10Gbps(例如，40Mbps×128×2)。这样大的数据传送速率超出了合理的成本和可靠性条件范围内的当前商业上可行总线传送结构的局限。此外，用于在各种处理电路结构中传送这样大量的数据的电缆和物理互连结构也变得非常复杂并潜在不可靠。将来更高容量的地面或蜂窝网基站也可能具有类似的处理要求或数据传送需求。
要在成本低廉的网关系统中使用，这种数据传送量必须实现的控制、交换、定时等等，是十分复杂的。对于传送到相同发射机的所有其它用户信号，必须将传送到给定模拟发射机的每个用户信号的相对定时同步到小于所用扩展码码片间隔的一半，以将它们组合从而由公共模拟发射机发送。这种通信要求非常复杂且精致的控制机构，而且影响信号处理的灵活性。
因此，需要减少网关或基站体系结构内(特别是对于卫星系统)必须从一个功能单元或功能级传送到另一个的数据量。还需要较有效地使用低成本的模块式元件以成本低廉的方式方便地实现复杂的信号处理结构。
发明概述
由于在扩展频谱通信系统网关或基站处理通信信号涉及的技术中查明上述和其它问题，本发明的一个目的在于对要从网关或基站发送的通信信号内的调制正交信道分配信号处理要求。
本发明的第二目的在于减少沿着扩展频谱通信系统中的网关的数字和模拟信号处理部分之间的公共信号总线传送的、每单位时间的数据量。
另一个目的在于，提供考虑到成本较低廉地分配与网关中每个模拟发射机有关的处理资源的技术。
本发明的一个优点在于它运用十分可靠的、易于制造和经济地分布成并行阵列以与网关模拟发射机一起使用的扩展频谱和其它数字信号处理模块。
本发明的其它优点在于它简化了数据传送，减少所需总线容量，而且不需要组合成单个模拟输出的信号特殊同步，本发明降低在电路底板上的数据传送速率，减少所需的电缆、导线或其它分布元件的数量。
在扩展频谱多址通信系统中(诸如，码分多址(CDMA)类无线电话/数据通信系统)的基站内使用的信号处理体系中，实现这些和其它目的和优点。在这些系统中，使用者或系统用户在给定的载波频率或CDMA信道内运用不同的编码通信信号信道，通过基站或卫星和网关进行通信。将要传送到一个或多个系统用户的数字数据信号分别传送到多个发送模块中的一个或多个，每个发送模块涉及传送数据信号的相应模拟输出通信路径。每个用户数据信号传送到的模块数等于要传送给定用户数据信号的模拟通信路径数。
在每个发送模块内，对数字数据信号进行接收和编码，而且一般还进行交错，以产生编码数据码元。然后，运用至少一个预选伪随机噪声(PN)扩展码对编码数据码元进行扩展或扩展频谱调制，以形成扩展通信信号。将在每个模块中的多个扩展频谱调制器中的每个的输出相加后，传送到与发送模块有关的一个模拟发射机。模拟发射机形成给定模拟通信信号输出路径的一部分。这样就对每个模块和相应模拟发射机产生处于预选载波频率的一个扩展通信信号或信道。
发送模块包括编码和/或交错部分，以及进行调制或信道化和扩展部分。编码器阵列，需要时还有相应的交错器，形成编码部分，同时扩展频谱调制器阵列形成调制部分。
在一些实施例中，存在等同数量的交错器和调制器。然而，在一些实施例中，可以采用对这些单元的某种预定程度的分时共用。在这些结构中，应用预选数量的编码器和/或交错器，该数量小于由模拟发射机容纳的用户信道的总数。扩展频谱调制器的数量一般大于编码器和/或交错器的数量，但是仍可少于用户或用户信道的总数。在一些结构中可以采用信号的多路转换。
由编码部分对要发送到一个或多个用户的用户数据或信息进行接收和编码，而且在扩展部分处理所得编码数据，以产生每个用户用于每一分集路径的扩展数据码元。在每个模块内处理单元(主要是编码器和扩展单元)的数量使得每个用户或用户通信信道能够获得至少一个处理路径，其中希望通过运用给定模拟发射机在上述信道发送信息。本发明允许高度模块构成和电路集成以达到成本降低且可靠。
在本发明的另一些实施例中，以多个正交函数中的一个覆盖供给定用户用的每个模拟通信路径的编码数据码元。给定用户的每个模拟通信路径上传送的每个信号采用相同的函数。还将正交码变换器或变换电路数字配置在发送模块中，而且与扩展部分一起工作，以对编码数据码元执行正交换压或映射。这产生通过相应模拟发射机进行工作的每个用户信道用的代表性正交用户信道数据。正交函数一般用Walsh函数。
在本发明的另一些实施例中，对特定通信系统，调制模块运用预选的同相(I)和正交(Q)相位伪随机噪声(PN)码序列，扩展每个数字通信信号，同时适当地进行偏置或时移。当接收者接收信号时，也用这些预选伪噪声(PN)序列解调同相和正交信号分量。
用这种方法，运用与发送模块有关的模拟发射机，在多个系统用户的一个或多个分集传送路径上发送一些通信信号或用户信息信号，其中发送模块对在至少一个载波频率下发送的信号进行编码、交错和扩展。模拟发射机以预定采样率，把数字通信信号转换成模拟通信信号。
本发明对于减小在网关类基站中的信号传送结构的复杂度是十分有用的，其中上述基站与至少一个基于卫星的中继站进行通信，以在通信系统中把通信信道信号从模拟发射机传送到用户终端。这对于在任何给定时间内至少两个卫星与网关进行通信的情况是特别有用的。
附图说明
从下面结合附图的详细描述，本发明的特性、目的和优点将变得更加显而易见，图中相同标号均表示相同的单元，而且
图1示出示范无线通信系统；
图2示出图1的无线通信系统的示范网关调制和信号发送装置；
图3示出有助于构成图2的装置中所示发射机模块的示范调制电路；
图4a示出运用多个独立数据调制器、组合器和模拟发射机的典型网关体系结构；
图4b示出图4a的网关体系结构较广义的形式；
图5a示出运用多个分布式数据处理和发送模块的新网关体系结构；
图5b示出图5a的网关体系结构较广义的形式；
图6示出运用分组交换的多分布发送模块体系结构。
较佳实施例的详细描述
本发明提供用于在扩展频谱通信系统中用的基站和网关的新信号处理体系结构。本发明的方法和装置将供用于形成系统用户的通信电路或链路的一系列模拟发射机中的每个发射机用的数据信号，发送给与每个模拟发射机有关的发送模块。每个发送模块具有可被分配给由一个相应模拟发射机接纳的每个信号的一系列或一组信号调制器。首先按照需要由与每个调制器串联的编码器对信号进行编码和交错，然后运用适当的PN扩展码调制。将公共定时信号或控制信号每个发送模块中的每组调制器，或者分配给给定模拟发射机的每组调制器，从而取得自动同步的已调数据信号。可以容易地对这些求总和或将其组合。然后，将最后组合信号引入相关模拟发射机以发送到系统用户。
在网关内，以运用当前技术能较容易接纳或操作的减小的比特速率从数字信号处理级输出数据。对于大量的出网通信信号，以低于传统编码/交错/扩展数据码元的数据速率，更加容易地将从这个处理层提供的数据传送到一系列编码器。这对基于卫星的通信系统或者更高容量的蜂窝网系统是十分有用的。运用一系列容易制造的电路模块，可以成本低廉地做成这个通信系统体系结构的发送层。
图1中示出用到本发明的诸如无线电话系统的示范无线通信系统。如图1所示的通信系统100将扩展频谱调制技术用于在通信系统远端或用户终端与系统网关或基站之间进行的通信。在如图1所示的通信系统部分中，示出一个基站112、两个卫星114和116以及有关的网关或网枢124和126，用于实现与两个用户终端120和122的通信。
用户终端120和122都具有或包括无线通信装置，诸如(但不限于)蜂窝网电话。一般，按照需要，可以手持这种装置或者将其按装在车辆中。还考虑到其它无线装置，诸如消息接收机和数据传送装置(例如，便携式计算机、个人数据助理、调制解调器、传真机)。这里，将用户终端120示为便携式手持电话。虽然所讨论的这些用户终端是移动的，但是应理解，在需要远程无线业务的情况下，本发明所授内容可用于固定单元或其它类型的终端。这种类型的业务特别涉及在许多地面边远区域建立通信链路，以免缺乏通信基础设施。例如，这包括固定电话、付费电话、无线本地环路业务或远程数据检索或分析装置和设备。后者在非常边远或苛刻的环境中非常有用。
在现有技术中，有时可相互交替地运用术语基站、网关和网枢，而一般将网关理解为包含通过卫星进行通信的特定基站。根据爱好资料，有些通信系统中还将用户终端称为用户单元、移动站或简单地称为“使用者”、“移动”或的“用户”。
在图1中，也对在用户终端120和122与基站112之间或通过卫星114和116到一个或多个网关或集中化网枢124和126，建立的通信、通信链路或“电路”示出一些信号路径。由线130和132示出在基站112和用户终端120及122之间的通信链路的基站-用户终端部分。由线134和136分别示出通过卫星114在网关124和126与用户终端120和122之间的通信链路的卫星-用户部分。由线138和140分别示出通过卫星116，在网关124和126与用户终端120和122之间的通信链路的卫星-用户部分。由一系列线142、144、146和148示出这些通信链路的网关-卫星部分。在这些线上的箭头表示每个通信链路的示范信号方向，表示前向链路或者反向链路，只用于说明清楚而非进行限制。在一些结构中，也可通过诸如通过由线150所示的链路建立直接卫星-卫星通信。
如图1所示，通信系统100一般运用一个或多个系统控制中心和交换网络152，这部分在蜂窝网系统中还称为移动电话交换局(MTSO)，或者在卫星通信系统中称为地面操作和控制中心(GOCC)。系统控制器152一般包括接口和处理电路，用于为网关、卫星或基站提供系统范围的控制以保持系统范围话务控制和信号同步化，诸如分配PN或正交码和定时。系统控制器152还控制在公用电话交换网(PSTN)和网关及用户终端之间的电话呼叫的一般路由选择。然而，每个网关一般都具有PSTN或类似的接口以连到这样的网络。运用诸如(而非局限于)专用电话线、光纤链路或微波或专用卫星通信链路的已知技术，可以建立将系统控制器152耦合到各种系统网关或基站的通信链路154。
虽然在图1中只示出两个卫星，但是通信系统一般采用绕行于不同轨道平面的多个卫星114和116。提出多种多卫星通信系统，其中一种示范系统采用在低地球轨道(LEO)的8个不同轨道平面绕行的大约48个或更多的卫星。然而，熟悉该技术领域的人员将容易地理解如何将本发明所授内容应用于各种卫星系统、网关、或基站结构，包括其它轨道距离和星座图。
对于这个例子，设想基站112提供在一个个别地理区域或“蜂窝区”中的业务，同时使来自卫星114和116的多个波束覆盖其它一般不重叠的各个地理区域。一般可使称为CDMA信道、“子波束”或FDM信号或信道的多个不同频率波束覆盖相同的区域。然而，容易理解，不同卫星或蜂窝网基站的波束覆盖或业务区域可以在给定区域内完全重叠或部分重叠，这依赖于通信系统设计和所提供的业务种类。例如，可用不同频率按不同特性分别向不同用户组提供业务，而且给定的用户终端可借助重叠地理覆盖利用多个频率和多个业务提供者。因此，在通信进程的不同点，可在向多个区域或蜂窝区提供业务的基站或网关之间进行切换，而且在这些通信区域的任一个区域或在一些系统中的装置之间还可获得分集。
在通信系统100内获得空间或路径分集，其方法是地面中继器系统通过2个或多个基站(或扇区)，卫星系统通过2个或多个卫星波束或卫星，把通过同时传输链路的多条信号路径提供给移动站或用户终端。即，运用多个通信路径(天线或收发机)对一个用户进行发送和接收通信，可以获得路径分集。此外，通过使经过不同路径到达的信号可按每一路径分开接收和处理来开发多路径环境，可以获得路径分集，其中每个路径具有不同的传播延迟。如果通过充分的延迟差(比方说，大于1微秒)可获得两个或多个路径，那么可以用两个或多个接收机分开接收这些信号。
在美国专利第5,101,501号(发明名称是“在CDMA蜂窝网电话系统中的软切换”，1992年3月31日颁布)和美国专利第5,109,390号(发明名称是“在CDMA蜂窝网电话系统中的分集接收机”，1992年4月2日)中描述了在多址通信系统中运用路径分集的例子，这两个专利按参考资料在此引入。
示范扩展频谱类通信系统(诸如，在上述专利文献中所述和在图1中所示的)运用基于直接序列伪随机噪声(PN)扩展频谱载波的波形。即，运用伪随机噪声(PN)二进制序列或序列对，调制要发送的信号，以获得所需的扩展效果。用PN码扩展通过网关-用户链路发送的所有通信信号的频谱，以区分通过不同子波束发送的信号，并鉴别多路径信号。一般将这种PN序列称为“扩展”码。
每个PN序列包括在预选PN码周期内以高于扩展的基带通信信号的频率发生的一系列“码片”。卫星系统的示范码片速率是大约1.2288MHz或Mcps(兆子码/秒)，而PN码序列长度为1024码片。然而，本发明还对其它码片速率和码长度有用，这对于熟悉相关技术的人员是显而易见的。例如，一些地面蜂窝网系统采用具有215＝32,678码片的扩展码。根据在现有技术中已知的标准，诸如所需的全带宽或可允许的信号干扰，每个通信系统设计指定在通信系统内的扩展码的类型和分布。在美国专利第5,228,054号(发明名称为“采用快速偏置调节的2次幂长度伪噪声序列发生器”，1993年7月13日颁布，已转让给本发明的受让人，按参考资料在此引入)中描述这些序列的示范发生电路。
在通信系统100中采用几种载波波形，而典型的实施例采用由一对二进制PN序列调制的正弦载波。在这种方法中，由相同序列长度的两个不同的PN发生器产生序列。一个序列2相位调制载波的同相信道(I信道)，而另一个序列2相调制载波的正交相位或只是正交信道(Q信道)。对所得信号求和以形成复合信号。
在典型的结构中，由网关或基站发送的所有信号共用相同的I和Q信道PN扩展码，其方法是PN扩展码间在相位上相互偏离。如上所述，还对信号进行编码或用Walsh函数产生的正交码加以覆盖。所采用的Walsh函数的规模或长度一般大约为128码片，对每个载波频率产生多达128个不同的正交通信信号或前向链路信道。对于每个子波束(CDMA信道或信号)，这些序列中的一个或多个可专用于导频、同步和寻呼信道功能(一个或多个)。将送往特定用户的信号与由网关或通信系统控制器分配的PN扩展码以及特定Walsh序列(或者Walsh码片序列)组合。正交函数(Walsh码)，产生扩展频谱信号中的正交信道。分配用户终端，以用特定Walsh码将用户终端置于通信链路的特定正交信道。在前向链路上的这种CDMA信道编码(覆盖)产生用户信号，这些信号也称为话务信号或话务信道。
在同步、播叫或话音或话务信道或信号中，按照需要将输入数据数字化，通过进行编码、重复处理，然后加以交错以提供检错和纠错功能。这样就使通信系统可在较低的信噪比和干扰比率下进行工作。重复处理保证在预选速率下传送数据或编码数据码元。例如，在数据帧内，可重复一次4800bps数据码元，重复4次2400bps数据码元以获得所需9600bps速率。在现有技术中已知编码、重复和交错的技术。
将每个信道的纠错编码码元流中的码元与如上所述的所分配的正交码序列或信道化码、产生基本数字通信信号的PN扩展码组合起来。另一方面，可先将信道化和扩展码组合起来。然后，将所得每个信号的扩展码元流加在一起以形成复合波形。
在通信系统中，通常用单个PN码序列或序列对作扩展。一般通过为每一波束提供相对于其相邻波束各不相同的基本PN码序列时间偏置，可以区分不同波束的信号。即，在给定波束的业务区域内工作的用户终端共用一个PN扩展码时间偏置，同时其它波束运用相同PN码的不同偏置。每一网关为在给定频率(CDMA信道)接受服务的用户建立的基本信号定时是相同的。另一方面，通过为每个波束或子波束提供不同PN码序列(不同多项式)可以区分波束。
然后，所得PN扩展和正交编码输出信号通常进行带通滤波，并调制到RF载波。后者，通常利用对组合成一个通信信号的正交正弦信号对(进行2相调制)来完成。其所得信号在与其它前向链路信号组合并由网关的天线辐射之前，可进一步放大和滤波。在现有技术中已熟知滤波、放大和调制等操作。另一些实施例可以互换这些操作中的一些操作的次序，以形成网关发送信号。在美国专利第5,103,459号(1992年4月7日颁布，发明名称为“用于在CDMA蜂窝网电话中产生信号波形的系统和方法”，按参考资料在此引入)中找到对这种类型的发送装置的操作过程的详细描述。
在图2中详细示出供在用于实施CDMA通信系统的基站或网关中使用的示范发送装置200。在典型的基站中，利用一些发射机部分或系统，每个部分具有分开的模拟发射机，而且有时是分开的天线，以实现空间分集发送。如前所述，在网关中，用多个模拟发射机来获得频率分集。即，在网关中，每个模拟发射机通过不同卫星波束或子波束来发送不同频率信号。如果需要，而且经费允许的话，还可用分开的天线来实现一些这样的信号发送。在任一情况下，实际上在每个调制器部分中都相同地处理通信信号，然后经历组合处理。
当为用户终端制备话音或其它数据作为输出消息或通信信号时，用用户基带电路或处理单元202来接收、存储、处理和制备发送所需的数据。基带电路202包括在现有技术中已知的装置，这里就不再详细描述了。示范基带装置包括多个已知的单元，诸如(非局限)声码器、数据调制解调器、模拟-数字变换器和数字数据交换和存储单元。基带电路202接收输入，诸如话音(模拟)、数字数据或报文，而且向在至少一个控制处理器206的控制下进行工作的一个或多个发送调制器204提供数字数据。
网关控制处理器206电连接到发送调制器204和基带电路202。控制处理器206提供命令和控制信号以实现各种功能，诸如(非局限)信号处理、定时信号产生、功率控制、越区切换控制、分集路径选择和系统接口。此外，控制处理器206分配PN扩展码、正交码序列和特定发射机或模块以供用户通信使用。控制处理器206还控制导频的产生和功率、同步和播叫信道信号。运用诸如，数字信号处理器、微处理器、计算机和在软件或固件下进行工作的其它单元的已知的处理单元，实施控制处理器206。
如图2所示，可用时间和频率单元(TFU)208来为在网关中的多个处理单元提供定时和频率基准。TFU一般用GPS接收机(未图示)来获得世界时间(UT)信号以保持通信系统中的同步。中央控制器也可用一些结构提供上述信息。TFU208可构成用其它电路或电路单元，诸如时钟信号发生器，进行工作，以按照需要，在处理器的控制下滞后或提前(时钟)信号的相对定时达预定量。
于是，发送到用户终端的每个信号都电气耦合到一个或多个适当的数字发射机210A-N。典型的网关运用多个这样的发送发射机210来向多个用户终端同时提供业务，并同时为几个卫星和波束提供业务。由在现有技术中已知的因素确定网关使用的多个发送发射机210A-N，其中所述因素包括系统复杂度，通常看得到的卫星数量、用户容量、所选分集程度，等等，如在其它地方所述的那样。
在每个数字发射机扩展频谱中的发送调制器204A-n调制用于发送的数据，而且一般具有连电接到控制出局数字信号的发送功率的数字发送功率控制器212的输出。
把每个发送功率控制器212(A-N)的输出传送到加法器220，在那里将它与来自其它发送功率控制电路的输出相加。这些输出是用于以相同频率下在相同的波束内作为发送功率控制器212(A-N)的输出发送到其它用户终端的信号。向模拟发射机224提供加法器220的输出，以进行数字-模拟转换，并转换到适当的RF载波频率，作进一步放大、滤波后输出到一个或多个天线230以辐射到卫星和/或用户终端。
虽然控制处理器206能直接电连接到调制器(204A-N)或者功率控制器单元(214A-N)，但是这些单元有时组合成发射机210A-N，而且一般每个发射机都包括发射机专用处理器，诸如发送处理器216A-N，它控制该数字发射机的各单元。于是，在较佳实施例中，控制处理器206电连接到发送处理器210A-N，如图2所示。通过这种方法，一个控制处理器206可以更加有效地控制大量数字发射机和资源的操作。发送处理器210控制导频、同步、播叫信号和话务信道信号的产生和信号功率，以及这些信号各自与功率控制器212A-N的耦合。
当需要时，可由网关使用一个或多个频率或定时预校正单元(未图示)。较佳的是，运用已知的技术，在基带频率下，用这些单元来调节信号频率或定时。在美国专利申请号08/733,490(1996年9月30日申请，发明名称为“用于非地球静止卫星通信系统的时间和频率预校正”，按参考资料在此引入)中详细描述了对信号参数的预校正。
在图3中描述了用于实施发送调制器204A-N的示范信号调制器设计。在图3中，还示出编码器302和交错器304，它们可以是发送调制器216A-N的一部分，或者形成数字发射机210A-N的另一部分。如后面所述的那样，发送调制通常是指正交码覆盖或信道化，以及扩展等操作。在施加正交编码或扩展之前，各信道所载送用户数据信号一般进行卷积编码、重复处理和交错，以提供检错和纠错功能。编码提供数据“码元”，然后处理它以形成所需通信信号。在现有技术中已知用于卷积编码、重复处理和交错的技术。
在逻辑单元306中，可将交错数据码元与二进制PNU序列相乘。由长PN码发生器38的输出提供该序列，一般还以系统扩展码码片速率加以定时。然后，在抽选器310中抽选该序列以提供较低速率，诸如，19,200bps。把抽选器的输出连到逻辑单元306(这里是乘法器)的一个输入端，该逻辑单元第二输入端与交错器304连接。另一方面，抽选器310的输出可与其它单元(诸如，乘法器320)串联，从而与所得覆盖数据相乘。当Walsh码和PNU序列包括二进制′0′和′1′值，而不是′-1′和′1′时，众所周知，可用异门逻辑单元代替乘法器。
码序列PNU与通信系统中用的已知长PN码的唯一PN相位偏置相对应。由每个用户终端或为每个用终端产生这个偏置序列，而且可运用为这个目的配置的多个已知单元构成。也可用单元地址或用户ID提供附加用户终端标识或安全性。PNU序列的格式应符合加到逻辑单元306的Walsh码的格式。即，一起使用′-1/1′或′0/1′值，而且可在码发生器的输出采用转换单元，以按照需要把′0/1′型序列转换成′1/-1′型序列。另一方面，按照需要，可以利用非线性加密发生器，诸如运用数据加密标准(DES)的解码器，来代替PN发生器318。可在给定链路的持续时间或永久地将PNU序列分配给一个用户单元。
对来自交错器304或来自逻辑单元306的输出端的交错数据码元312进行正交编码或用分配的正交码序列覆盖，这里Walsh函数或Walsh码，由至少一个码发生器322提供。在逻辑单元320中，将来自发生器322的码与码元数据相乘或组合起来。一般以与扩展码码片速率相同的速率来对正交函数定时。还可以采用其它已知单元，诸如快速Hadamard变换器来执行正交编码处理。在美国专利申请第08/424,733号(发明名称为“扩展频谱通信系统中多个数据信号联合发送的方法和装置”，1995年4月18日申请，按参考资料在此引入)中详细示出这种类型的处理。
调制器电路还包括至少一个或一般两个PN发生器，330和332，它们产生或提供两个不同的短PNI和PNQ扩展码或用于同相(I)和正交(Q)信道的码序列。该码的产生也可形成用于网关中的一个或多个控制处理器或存储单元的功能部分。另一方面，这些发生器可以运用适当的接口元件在几个接收机间分时共用。已知这些序列的示范发生电路，而且以上援引的5,288,054号美国专利中对它进行描述。这些PN发生器可以对与来自控制处理器的波束或蜂窝区识别信号相对应的输入信号作出响应，以便为PN序列提供预定的时延或偏移。虽然只示出两个PN发生器以产生PNI和PNQ序列，但是容易理解，可以在本发明所授内容范围内实现许多其它PN发生器方案，如会意到的那样。
另外，分别运用一对逻辑单元或乘法器324和326，将逻辑单元或乘法器320输出的正交覆盖码元数据324与PNI和PNQ组合或相乘。然后，将所得信号传送到适当的功率扩展和放大电路，发送功率控制器212和模拟发射机224。在该发射机，一般通过2对与其它话务信道信号以及导频和任一建立信道信号组合成一个信号的正交正弦对进行2相调制，将所得信号调制到RF载波上。可在信号处理过程的若干阶段，诸如在基带或中频阶段，或者在与CDMA信道有关的PN序列组合之前或之后，完成上述信号组合。
在图4a和4b中示出一种典型的网关发送系统总体设计，用于一次处理许多用户和分集路径的数据信号并将这些信号发送到目的用户或接收者。图4a示出专用数据总线结构，而图4b示出较广义的形式，其中包括模拟传送路径。在图4a和4b中，将用户数据400(4001-400D)，即，供给定的用户用的数据、话务将通信信道D(128条中的1条，D＝1～128)，输入到网关。以预定数据帧格式，在预选期间内，将数据400D传送到一系列编码器/交错器元件402(4021-402D)之一，在那里对数据进行交错和编码。在图4b中，省略交错部分作为402′(402′1-402′D)单元的任选部分。
又，在调制器404(40411-404DK)中调制每个话务(或其它)信道的数据，存在若干这样的调制器以便为给定用户建立所需数量的K分集模式信号、信号路径或电路。即，需要能够通过多个信号路径(天线、子波束、发射机路径，等等)发送给定信道的信号，而且典型的系统考虑到大约多达64个分支的所述分集模式。因此，K一般为64，尽管根据已知设计因素，诸如所需的最大可允许分集量、系统复杂度、成本和可靠性，可以运用其它数量的调制器。在这个例子中，每一用户数据信道D输入(D的最大值等于正交码的最大数量)有64个调制器(K＝64)。这导致要控制大量调制器和输出。
注意，这些调制器一般常驻在数字发射机中，如前所述。这里，为了说明清楚省略了发射机控制器和功率控制单元。调制器可以包括或运用几个已知的处理单元，包括(非局限)数字信号处理器，它们用于制备要发送的信号。为了说明清楚，虽然在下文和图3的示范调制电路例中描述覆盖和扩展，但是应理解本发明的操作并不需要正交覆盖或信道化，而且不在一些应用中使用它们。本发明通过重新组织处理数据的方法，而与所使用的调制方案无关(CDMA、扩展频谱，其它)，减小复杂度。
另外，把来自每个调制器404(40411-404DK)的输出传送到网关用于发送它们各自的信号的每个模拟发射机或发送级408(4081-408M)的输入级。该传送在数据总线或一系列已知电缆、信号导线、数据总线或其它已知的分布机构406上进行。总线406一般是DxK数据字宽，而每个字是每个码元的比特数。再者，模拟发射机408M的总数依赖于已知系统设计因素，诸如天线数、卫星、系统复杂度、处理的分集模式、CDMA信道和信道容量，等等。典型的模拟发射机408M的数量应至少为3(M＝3)，很可能是4个或更多卫星上一个或多个波束(频率)中的每一子波束(CDMA信道)约1个。典型的卫星通信系统可以采用由网关通过2至4个卫星一次传送的1至16波束上的13个子波束，或者采用网关中总共32至832个模拟发射机(M＝32至832)。附加的极化模式和其它因素可以增加或减小所采用的模拟发射机408M，如已知的那样。
每个模拟发射机408(4081-408M)采用信号组合级或单元410M(4101-410M)，以及发送放大器或功率级412(4121-412M)，这里标为模拟发射机。组合器410(4101-410M)将已调数据码元的D个用户信道组合成用于在模拟传送路径416(4161-416M)上发送的一个信号，该路径包括模拟发射机和天线230，D的最大值依赖于所使用或可获得的正交码的数量，如上所述。在现有技术中已知以D∶1(这里，128∶1)组合或映射来组合或多路转换信号的组件，这里不再做详细描述。将模拟发射机412(4121-412M)连到天线230(2301-230M)上，天线数量依赖于在现有技术中已知的系统设计和网关设计因素。由于每个网关一般具有4副或更少的天线，尽管也可使用更多的天线，所以要通过其它耦合、求和单元、装置或电路(未图示)将几个模拟发射机连到一副天线上。
如上所述，如图4a和4b所示的典型结构的一个问题是要为产生或形成模拟发射机412(4121-412M)的输出信号而传送的数据总数。如果以两倍的(2x)的过采样率使用典型的8比特/码元采样，而且在每个同相(I)和正交(Q)信道上，调制器中的PN扩展码采用典型1.288Mcps码片速率，那么在每个分集模式调制器404DK的输出上存在大约40Mbps的数据。注意，在图4b中，为了说明清楚，把I和Q信道画作单一公共线。然而，存在多达至128个用户数据信号(具有本身的数据要求，无导频、播叫和同步信道)，每个都具有从2到64个分集模式，这导致数据总线试图在各种模拟发射机中传送(或将其传送到)大约40×128×(2至64)Mbps(10至327Gbps)数据。对于当前系统，这么多的数据传送是不可行的。
此外，为了组合各种信道信号，可以理解必须将它们的的数据帧或编码扩展数据码元同步在小于使用的PN扩展码的码片定时的一半的范围内。容易看出，按照此尺度保持这种数量的信号的同步程度，并对数据传送进行精确控制，其本身就是很艰难且不能实施的任务。它要求以0.4微秒的精度同步大量动态变化的信号，这在大多数商业上可行的系统中是不可能的，即使用可获得的TFU信号也是如此。
本发明减小了数据传送的负担，使成本较低廉且可靠的网关发送级成为可能。通过将某些信号处理功能分到与各个模拟发射机有关的模块组来实现这点。利用把数据传送到适当的模块用与模块中信号处理同样的速率进行处理，使数据传送速率远低于传统处理传送所需要的程度。用于各个模块或信号处理操作的速率低于将处理后的数据一次传送到所有模拟发射机所需的速率。通过诸如运用分组化信道数据并以较低数据速率，多路转换这个传送数据，然后把它从D输入端传送到M发射机单元进行处理，减小了传送速率。
在图5a和5b中示出这种新技术，它示出运用多个分布数据发射机和模块化发送处理单元的新网关体系结构。在图5a和5b中，通过数据总线、电路或其它已知分布机构506，把来自每个用户信道400(4001-400D)的数据码元直接传送到一系列发送级、部分、装置或模块508。在每个发射机和发送模块508(5081-508M)内，存在编码器/交错器502(50211-502MR)和相应调制器504(50411-504MS)阵列，它们用于以与前面所述的相类似的方法处理信号。M个模块的每个发送模块508(M如前所述)，都采用若干输入级或处理路径，其数量等于可由该发送模块处理的信道数(R和S，受正交码长度限制)。假设编码结构如上所述，则最多有128个信道(无导频信道)。因此，根据上述例子，R和S等于或小于D。
在所示实施例中，每个信号传送或处理路径运用编码器/交错器502R和调制器504S。虽然每一发送模块或相应发射机信道多达128路(这里，N＝S＝R＝128)，它们形成比在前面结构中所用到的连接更加紧凑的模块。然而，在每个发送模块508中用到的编码器/交错器502R和调制器504S的数量不一定等于最大值，或甚至永久固定。即，不要求一一对应。根据系统设计特性，其中所述设计特性限制所用分集路径或沿给定模拟路径传送的数据的数量，能使用较少的组件。系统测试或历史数据可用来修整或调节这个数量。此外，其中一些单元可以分时共用。在较佳实施例中，将少于D的编码器/交错器502R用作为数量较多的调制器504S服务的输入级。例如，少到8至10个的交错器可接纳由32至64个调制器处理的信号，或者可使用甚至更大的比率。熟悉本技术领域的人员应理解，如何根据特定通信系统设计和容量，分配较少或较多组件来完成这些功能。
还能以几种方法来控制或分配编码器/交错器502R和调制器504S的输入。即，根据所用的组件数，每个单元都可具有一接收输入信号的预先分配信道。在该结构中，编码器/交错器5021通常接收来自用户或话务信道1的数据，5022接收来自话务信道2的数据，依此类推。可用相类似的方法分配调制器504R。在编码器/交错器502S少于信道的情况下，可以预安排成信道组。另一方面，最好按可用度使用编码器/交错器和调制器。即，根据单元组的没有使用和某种预定的利用度，把第一话务或用户数据信道输入到第一可用交错器。然后，运用类似的方法，将交错器的输出传送到调制器。可用诸如控制处理器或网关发送处理器等单元确定传送这些信号的次序和位置。
可将编码器/交错器和调制器构成为能够易于制造的廉价模块，并与用于网关RF处理部分的电子子系统中的模拟发射机组合。在一些结构中，可将编码器/交错器和调制器组合成单个模块，形成在一个电路、单元或装置中执行整个编码、交错、调制处理的编码调制器。由于实际上减小或消除了编码器/交错器的分时共用，所以在这种情况下，还需要较多的组件来形成发送模块。
如图所示，可跨越发送模块的“边界”重新分配编码器/交错器和调制器单元。即，根据单元的任务分配而不是根据在网关内的物理位置组合这些单元形成发送模块。运用诸如(非局限)数字信号处理器、微处理器、编码器、调制器集成电路、存储单元，等等已知组件，能以较大的阵列实施这些单元，其中运用在现有技术中已知的电子开关组件将上述已知组件编排或连在一起。控制单元或处理器可用开关组件选择将模拟发射机连到哪个单元或装置上。这可以允许按照需要为特定模拟路径重新分配资源。这样，根据低平均分集模式利用率，这进一步减少一些系统中需要的单元数量。即，调制器及其所需备用件较少。
上述布局的一个优点在于一般以大约9600bps或更低的速率，或特定系统所需的任一速率，通过总线或机构506，传送用于每个编码器和每个模拟发送部分的输入数据。因此，在网关中的主数据总线现在能以大量减小的数据传送速率进行工作，而且不复杂，比较简单易于控制。此外，还大大减少进行这些数据传送所需的物理互连量。它只需要每个模拟发射机(M)有N路输入(S小于N)，可将这些输入配置成D数据字宽的总线(这里，最大D＝128)。在图5b中还可见复杂度的减小，其中只将每个用户信息输入传送到一些模拟发射机，即，K＜M，而且不必将所有互连保持成如图4a所示的那样。
一旦在到模拟发射机的输入端接收到的每个信道的编码和调制数据，就自动同步每个用户信号的数据，以便与该发射机其它用户信号的数据组合。这是运用公共时钟和其它信号控制在每个发送模块中的每个处理链路的结果，从而在发送模块处理过程中，自动保持时间同步。在图5a中，将这种定时控制示为TFU/OTHER的输入、命令或控制线，该线连接到如上所述的TFU、处理器电路或其它已知定时控制和时钟信号单元。
由于将数据码元从D或N(S)单元传送到M单元，所以可以用N：M多路转换或数据转置单元来更有效地使用在这些单元之间的数据链路。这在图6中示出，其中多路转换单元600用于接收在数据总线或输入线602上的数据码元，而且把它们传送到通向多个发送模块508的一个或多个输出数据总线或线路604。运用在现有技术中已知的技术和装置，可将多路转换单元600构成为分组交换单元或分组器。
如图6所示，运用多路复用器/分组单元600，将来自每个用户信道D的数据传送到一个或多个发送模块508。在总线602上的数据输入一般包括9600bps用户数据加上一些附加开销信息以指定应将数据传送到哪个发送模块或路径上。示范实施例分配大约附加50％数据速率以顾及开销信息。因此，在大致9600×1.5bps或14400bps的速率下发生到多路复用器600的输入侧的传送，其中上述速率仍然低于运用传统方法在网关中传送数据所需的速率。
多路复用器/分组单元600的输出侧将每个用户信道400(D)的信号或数据传送到适当的发送模块。多路复用器/分组单元600运用关于哪个发送模块或路径接收哪些用户数据来构成输出数据的开销信息。通过将供每个发送模块用的来自所有用户的数据一次传送到一个模块，发生用户数据传送。这导致数据传送速率大约为9600bps(去除的开销信息)，乘以将用户信号传送到每个发送模块的次数。后者的最大值等于当前例子中N的最大值，因而最大传送速率为9600×128＝1.22Mbps。在任何给定的时间内，把信号送到每个发送模块的用户数可能大致少于128，因为128包含每个用户信号的M重分集(每个用户信号接到M个发射机中的每一个)。减小数据总线604上的D的平均值使传送速率进一步减小。这种方法还减小了在网关内任何时间需要传送的数据量。
提供对较佳实施例的上述描述以使熟悉本技术领域的任何人都能制作或运用本发明。对于熟悉本技术领域的人员而言，这些实施例的各种变更是显而易见的，诸如天线和模拟发射机的数量和类型，而且可将这里所定义的一般原理应用于其它实施例，而无需进行发明创造。因此，本发明并不局限于这里所示的实施例，而是要符合与这里所揭示的原理和新颖性一致的最宽范围。

Claims (18)

1.一种用于在扩展频谱通信系统中发送信号的方法，其中运用公共载波通信信号上的正交编码信道传送信息，其特征在于，包括下列步骤：
接收要发送到系统用户的多个用户数据信号；
根据用于一个或多个模拟通信路径中的每个路径的至少一个分集用户信号，把所述用户数据信号分段成分集用户信号，其中在所述路径上把信息传送到用户；
把每个分集用户信号传送到发射机模块，运用预选伪随机噪声(PN)类码序列调制该信号后，对其求总和以沿着公共模拟通信路径传送，并传送到公共模拟发送电路。
2.用于在扩展频谱通信系统中发送信号的装置，其中在由系统基站、网关和卫星发送到系统用户终端的通信信号内的正交编码通信信号信道上传送信息，其特征在于，包括：
用于根据一个或多个模拟通信路径中的每个路径的至少一个分集用户信号，把所述用户数据信号分段成分集用户信号的装置，其中在所述路径上把信息传送到用户；
多个发射机模块，连接成接收分集用户信号，运用预选伪随机噪声(PN)类码序列调制该信号后，对已调信号求总和以沿着公共模拟通信路径传送，并把它们传送到公共模拟发送电路。
3.一种用于在通信系统中发送信号的方法，其中运用公共载波通信信号传送分开的用户信息信号，其特征在于，包括：
接收要发送到所述系统中一个或多个用户的数字用户数据信号；
把每个用户数据信号发送到多个发送模块中的一个或多个，每个模块与要传送数据信号的相应模拟输出通信路径有关，每个用户数据信号传送到的模块总数等于要传送所述用户数据信号的每一模拟通信路径有一个模块；
在传送到的每个发送模块中处理每个用户数据信号以产生用户通信信号；
对来自要在公共模拟通信路径传送的每个发送模块的用户通信信号求总和，以形成单个公共通信信号；
把每个公共通信信号传送到与所述发送模块有关的单个模拟发射机。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，每个发送模块包括与预选调制器组耦合的预选编码器组。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在网关类基站内提供所述模拟发射机，而且采用至少一个卫星基来在所述通信系统中将所述通信信道信号从所述模拟发射机传送到用户终端。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，存在至少两个卫星在任何给定时间内与所述网关进行通信。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括把公共定时信号用于在给定发送模块中的每个单元。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括在将多达N个的数字数据信号传送到M个发送模块之前，对所述N个数字数据信号施加N：M多路转换。
9.一种用于在扩展频谱通信系统中发送信号的方法，其中运用公共载波通信信号上的正交编码信道，传送信息，其特征在于，包括：
接收要发送到所述系统中一个或多个用户的数字用户数据信号；
把每个用户数据信号传送到多个发送模块中的一个或多个模块，每个模块与要传送数据信号的相应模拟输出通信路径有关，每个用户数据信号传送到的模块总数等于要传递所述用户数据信号的每一模拟通信路径有一个模块；
在传送到的每个发送模块中处理每个用户数据信号以产生扩展通信信号；
对来自要在公共模拟通信路径传送的每个发送模块的分开用户扩展信号求总和，从而形成单个扩展频谱通信信号；
把每个所述扩展通信信号传送到与所述发送模块有关的单个模拟发射机。
10.用于在通信系统中发送信号的装置，其中运用公共载波通信信号传送分开的用户信息信号，其特征在于，包括：
用于接收要发送到所述系统中一个或多个用户的数字用户数据信号的装置；
多个发送模块中的一个或多个模块，每个模块与要传送数据信号的相应模拟输出通信路径有关，每个用户数据信号传送到的模块总数等于要传送所述用户数据信号的每一模拟通信路径有一个模块；
用于在传送到的每个发送模块中处理每个用户数据信号以产生用户通信信号的装置；
用于对来自要在公共模拟通信路径传送的每个发送模块的用户通信信号求总和，从而形成单个公共通信信号的装置；
用于把每个公共通信信号传送到与所述发送模块有关的单个模拟发射机的装置。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，发送模块的数量使得要传送用户信号的每一模拟发送路径可获得的一个模块。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括用于在给定发送模块内，把公共定时信号用于每个信号处理单元的装置。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，每个模拟发送路径包括相应的模拟发射机。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括用于以多个正交函数中的一个，覆盖供给定用户用的每一模拟通信路径的编码数据码元的装置，给定用户的每一模拟通信路径使用相同的函数，为通过相应模拟发射机进行工作的用户信道产生代表性正交用户信道数据。
15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括M：M多路变换器，该多路转换器连接成接收多达N个的数字数据信号后，将这些数字数据信号传送到M个发送模块。
16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，在具有至少一个基于卫星的中继站的无线通信系统中，在网关类基站内提供所述模拟发射机，而且用于在所述通信系统内把所述通信信道信号传送到用户终端。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，存在在任何给定时间内与所述网关进行通信的至少两个卫星。
18.用于在扩展频谱通信系统中发送信号的装置，其中数字用户信号形式的信息用公共载波通信信号进行调制并发送，
其特征在于，包括：
多个发送模块，连接成接收要发送到一个或多个系统用户的数字用户数据信号，每个模块与要传送数据信号的相应模拟输出通信路径有关，每个用户数据信号传送到的模块总数等于要传送所述用户数据信号的每一模拟通信路径有一个模块，每个模块包括：
一系列编码器，用于对每个发送模块接收到的数字数据信号进行编码，以产生编码数据码元；
调制装置，用于在所述发送模块中用至少一个预选伪随机噪声(PN)扩展码，对形成用户信号的编码数据码元进行频谱扩展；
求和单元，连接成接收要在公共模拟通信路径传送的扩展信号，并对其求总和，以形成单个扩展通信信号；
所述发送信号的装置还包括
用于把每个扩展通信信号传送到与每个所述发送模块和给定模拟信号输出路径有关的单个模拟发射机的装置。
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