CN1308796A - 运用码分多址信道发送和接收高速数据的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明描述扩展频谱通信系统,其中用于发送到给定远端站用户的载波频率和载波码信道或两者都随着时间而变化。据此提供根据预定模式改变频率或码信道的直接序列扩展频谱通信系统。可根据确定性函数或根据要发送的数据子集,确定码信道和频率。还描述用于进行相应接收的接收机结构。
Description
发明领域
本发明涉及通信。具体地说,本发明涉及一种新颖和经改进的通信系统,其中在该系统中用户运用码分多址通信信道在变化的频带和变化的码信道中发送数据。
相关技术描述
本发明关于以高于单个码分多址(CDMA)信道的容量的速率发送数据。已提出关于该问题的多种方法。一种方法是将多个CDMA码信道分配给用户并允许这些用户在他们可用的多个码信道中并行发送数据。提供多个CDMA信道给单个用户使用的两种方法已在待批的美国专利申请号08/431,180(名为“在通信系统中运用统计多路复用提供可变速数据的方法和装置”,1997年4月28日申请)和美国专利申请号08/838,240(名为“在通信系统中运用非正交溢出信道提供可变速数据的方法和装置”,1997年4月16日申请)中描述,其中上述两项专利申请已转让给本发明的授让人并作为参考资料在此引入。此外,通过在多个扩展频谱信道上发送数据可获得频率分集,其中在频率上将上述多个扩展频谱信道分开。在美国专利号5,166,951(名为“高容量扩展频谱信道”,并作为参考资料在此引入)中描述用于在多个CDMA信道上冗余发送数据的方法和装置。
CDMA调制提供用于在包括多个这种用户的大系统中的用户之间建立通信的一种手段。在现有技术中,已知其它技术(诸如,时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和AM调制方案(诸如,幅度压扩单边带(ACSSB))。然而,CDMA的扩展频谱调制技术比用于多址通信系统的这些调制技术有着显著的优点。在美国专利号4,901,307(名为“运用卫星或地面中继站的扩展频谱多址通信系统”,已转让给本发明的授让人,并作为参考资料在此引入)中描述CDMA技术在多址通信系统中的应用。还在美国专利号5,103,459(名为“用于在CDMA蜂窝电话系统中产生信号波形的系统和方法”,已转让给本发明的授让人并作为参考资料在此引入)中进一步描述CDMA技术在多址通信系统中的运用。
CDMA利用其形成宽带信号的固有本质通过在宽的带宽内扩展信号能量来提供一种频率分集。因此,频率选择衰落只影响一小部分CDMA信号带宽。通过从移动用户经过两个或多个区站由并行链路提供多个信号路径,可获得空间或路径分集。此外,通过经允许分开接收和处理以不同的传播延迟到达的信号来进行的扩展频谱处理,开发多路径环境,从而可获得路径分集。在待批美国专利号5,101,501(名为“在CDMA蜂窝电话系统中的软切换”)和美国专利号5,109,390(名为“在CDMA蜂窝电话系统中的分集接收机”)中揭示了路径分集利用的例子,上述两项专利已转让给本发明的授让人并作为参考资料在此引入。
发明概述
在根据本发明的发射机的第一实施例中,将数据编码、扩展并提供给上变频器组。每个上变频器将扩展数据上变频到不同的中心频率。开关根据确定性伪随机序列选择上变频信号之一。或者,向由可变频率合成器驱动的上变频器提供扩展数据,该频率合成器产生频率根据确定性伪随机序列确定的信号。
示出接收机的三个实施例用于接收由第一发射机实施例发射的数据。在第一接收机实施例中,将接收数据送到由本机振荡器驱动的下变频器组,其中将每个本机振荡器调谐到不同的频率。向开关提供下变频数据,其中上述开关根据用来选择上变频频率的经延迟的确定性序列选择下变频数据流之一。在第二接收机实施例中,向下变频器提供接收数据,其中下变频器运用可变频率合成器的输出对信号进行下变频,其中上述频率合成器根据用来选择上变频频率的经延迟的确定性序列选择它的输出频率。在第三实施例中,向下变频器组提供接收到的数据,其中上述每个下变频器根据不同的中心频率对信号进行下变频。然后,去扩展和解码下变频信号。于是,控制处理器根据确定接收数据帧质量用的计算值(一般称为“质量度量”)选择哪个接收信号输出,其中上述值诸如:(1)循环冗余校验的结果,(2)码元差错率,和(3)网格度量,诸如Yamamoto度量。
在本发明的发射机的第二实施例中,用要发送的信息位子集来选择扩展频谱信号的中心频率。在一个实施例中,将数据进行分组、编码,并加以扩展。扩展后的数据提供给上变频器组,每一变频器将扩展数据上变频到不同的中心频率。然后,根据要发送的上变频数据流子集,从上变频器组输出数据流中选择一上变频数据流。或者,将数据进行分组、编码、扩展并提供给上变频器,其中上变频器根据由可变频率合成器产生的信号对数据进行上变频,其中该频率合成器根据要发送的信息位的子集选择它的输出频率。
在接收机,向下变频器组提供接收到的数据,其中每个下变频器根据不同的中心频率下变频信号。去扩展和解码下变频信号。然后,控制处理器根据帧质量度量选择哪个接收信号,其中上述帧质量度量诸如:(1)循环冗余校验的结果,(2)码元差错率,和(3)网格度量,诸如Yamamoto度量。将解码数据以及对应于接收数据时的频率的数据去多路复用成输出数据流。
在本发明的发射机的第三实施例中,赋予每个发射机多个码信道,其中在该码信道上它可发送数据。发射机根据要发送的信息数据子集选择发送数据的码信道。在接收机,向码信道去信道化器组提供接收到的数据。向解码器提供每个去扩展信号。向控制处理器提供解码数据,其中控制处理器选择要输出的数据并去多路复用该数据,其中每位对应于其上接收数据的码信道。
在本发明的第四实施例中,用要发送的信息位子集来选择扩展频谱信号的上变频频率和其上发送信号的码信道。在接收机,向下变频器组提供接收数据,其中每个下变频器根据不同中心频率对信号进行下变频。又向码信道去信道化器组提供每个下变频的信号。向解码器提供每个去扩展信号。向控制处理器提供解码数据,其中上述控制处理器选择要输出的解码数据并去多路复用该数据,其中该数据对应于其上接收数据的码信道以及其上接收数据的频率信道。
附图简述
当结合附图,从下面的详细描述中,本发明的特征、目的和优点将显而易见,其中在附图中相同标号作相应表示:
图1示出本发明的一个实施例,其中运用下变频器组,根据确定性信号对CDMA信号进行跳频;
图2a示出本发明的一个实施例,其中运用可变频率合成器根据确定性信号对CDMA信号进行跳频;
图2b是根据本发明的一个实施例的DDS的简化方框图;
图3示出根据本发明的一个实施例的接收机系统,它能够用选择的中心频率接收在CDMA信道上发送的数据,其中运用本机振荡器根据确定性选择上述中心频率;
图4示出根据本发明的另一个实施例的接收机系统,它能够用选择的中心频率接收在CDMA信道上发送的数据,其中运用可变频率合成器根据确定性选择来选择上述中心频率;
图5示出根据又一个实施例的接收机系统,它能够用根据确定性选择所选的中心频率接收在CDMA信道上发送的信号,其中在每个可行的中心频率对该信号进行下变频,并根据帧的质量度量选择一个;
图6示出一实施例的方框图,其中运用上变频器根据要发送的信息位子集对CDMA信道进行跳频;
图7示出第二实施例的示例实施方法,其中运用可变频率合成器根据要发送的信息位子集,对CDMA信道进行跳频;
图8示出第三实施例的示例实施方法,其中运用码信道信道化器组,根据要发送的信息位子集选择CDMA码信道;
图9示出第三实施例的示例实施方法,其中运用码元发生器,根据要发送的信息位子集,选择CDMA码信道;
图10示出能够接收在多个CDMA码信道上发送的数据的接收机系统的第三实施方法,其中用每个可行的码序列对信号进行去扩展,然后根据帧的质量度量选择一个;
图11示出第三实施例的示例实施方法,其中运用码元发生器根据要发送的信息位子集,选择CDMA码信道和中心频率;
图12示出能够接收在多个CDMA码信道上发送的数据的接收机系统的第三实施方法,其中用每个可行的码序列对信号进行去扩展并用每个可行的频率下变频,然后根据帧的质量度量选择一个。
较佳实施例的详细描述
图1示出本发明的第一实施例,其中CDMA信道根据确定性数据改变频率。向循环冗余校验(CRC)发生器2提供要发送的信息数据。CRC发生器2产生并附加可用来检测在接收机中的解码数据的正确性的位组。向编码器4提供信息数据以及来自CRC发生器2的附加位组。在一个实施例中,编码器4是卷积编码器,虽然本发明同样可用于任何纠错编码器。在现有技术中已知卷积编码器。在一个实施例中,卷积编码器还包括交织器。交织器在现有技术中已知。
然后,向信道化器6提供经编码的码元,其中信道化器6根据由序列发生器8提供的扩展序列扩展编码码元。在一个实施例中,序列发生器8是根据正交沃尔什序列提供码元序列的沃尔什码元发生器。这用来将CDMA系统中的信道分开。向加扰装置10提供沃尔什序列数据,其中上述加扰装置根据由PN发生器12提供的伪随机序列对数据进行加扰。信道化器和序列发生器在现有技术中已知,并在上述美国专利号5,103,459中详细描述。应注意,只要结果是信道化各种用户,那么信道化器和加扰器的多种其它组合也是可行的。所示的实施例通过在加扰器之后的正交沃尔什编码将信道相互分开。然而,还可将其它正交序列用于提供信道化。此外,不一定要由一组正交序列来实施信道化。例如,可用其中对每个用户分配不同的PN码的单级信道化器。
向混频器14a-14n提供经加扰的数据。由相应的本机振荡器16a-16n驱动每个混频器。向开关18提供来自每个混频器14a-14n的上变频数据。在较佳实施例中,在频率上将本机振荡器频率均匀地分开,从而第n个L0的频率是f0+NΔlo。在较佳实施例中,以PN发生器的码片速率或它的几倍将本机振荡器频率分开,从而△lo是码片速率或码片速率的几倍。开关18选择要提供上变频信号中的哪个信号以耦合到发射机(TMTR)20。根据控制处理器22提供的信号选择向发射机20提供的上变频信号。在所示实施例中,控制处理器22根据伪随机处理产生选择信号。运用在现有技术中已知的用来产生这种序列的多种方法中的任一种,可产生伪随机处理。例如,由线性或非线性反馈移位寄存器产生伪随机序列。它还可由密码密钥流(cryptographic keystream)发生器产生。这些技术中的任一种多可用移动站的标识,诸如电子序号(ESN)、公钥或密钥。在现有技术中已知这些技术。在另一个实施例中,选择序号可以是第一,然后第二直至第n个上变频信号的顺序选择。在另一个实施例中,所选频率可以是根据信道条件。接收系统可以测量每个信道的性能,然后把较佳频率反馈到发射机以供使用。这可通过监测不断被发送的信号(诸如,导码)来做到。向发射机20提供所选信号,其中上述发射机将信号进行滤波和放大后通过天线24发送。应理解,在本发明的较佳实施例中,可将类似产生的至少一个其它信号多路复用在一起。较佳的是,这种类似产生的信号的数量将等于混频器14和本机振荡器16组合的数量。例如,在如图1所示的实施例的情况下,可多路复用三个这样的信号并通过发射机20发送。因此,在由发射机20发送之前将来自三种不同源的数据(并从三个不同开关18耦合到发射机,图1只示出其中之一)复接在一起。每个开关18选择耦合到本机振荡器16的混频器14,其中上述本机振荡器16在与产生同时由每个其它开关18选择的信号的其它本机振荡器16中的每个振荡器的频率不同的频率下进行工作。
图2a示出第一实施例的另一种实施方法,其中用可变频率合成器代替上变频器组。向循环冗余校验(CRC)发生器50提供要发送的信息数据。CRC发生器50发送并附加可用来在接收机处校验经解码数据的正确性的一组位。向编码器52提供来自CRC发生器50的位。在一个实施例中,编码器52是卷积编码器。
于是,向信道化器54提供经编码码元,其中上述信道化器根据由序列发生器56提供的码序列信道化经编码码元。在一个实施例中,序列发生器56是沃尔什码元发生器,它根据正交沃尔什序列提供码码元序列。向加扰装置58提供沃尔什序列数据,其中上述加扰装置58根据由PN发生器60提供的伪随机序列对数据进行加扰。信道化器和序列发生器在现有技术中已知,并在上述美国专利号5,103,459中详细描述。
向混频器62提供经加扰的数据。由可变频率合成器64驱动混频器62。可变频率合成器64根据由控制处理器70提供的信号向混频器62输出驱动频率。在一个实施例中,控制处理器70根据伪随机处理产生频率选择循环。在另一个实施例中,选择信号可以是第一,然后第二直至第n上变频信号的顺序选择信号。向发射机20提供上变频信号,其中上述发射机20对信号进行滤波和放大后通过天线24发送。因此,在频率合成器64产生三个频率的实施例中,所产生的一个信号将具有在第一时间周期的第一频率、第二时间周期的第二频率和第三时间周期的第三频率。该顺序可重复,从而随着时间推移所产生的信号频率可在三个频率间交替。
在本发明的一个实施例中,为了减轻接收机的负担,在由可变频率合成器按时产生的具有在第一时间周期内的第一频率的信号和由可变频率合成器后来每次产生的具有该第一频率的信号之间,保持一相位关系。
根据本发明的一个实施例,通过运用如下的直接数字合成器(DDS)建立随着时间推移的信号相位间的关系。图2b是根据本发明的一个实施例的DDS简化方框图。如图2b所示的DDS包括加法电路201、相位寄存器203、查询表205和模拟-数字变换器(A/D)207。向加法电路201的第一输入端提供相位递增信号。向加法电路201的第二端提供来自相位寄存器203的输出。把来自加法电路的输出存储在相位寄存器203中。向相位寄存器提供寄存器时钟以将在寄存器203的输入端的值移到输出端。因此,在每一寄存器时钟周期之后,加法电路的输出都递增相位递增值。向查询表205提供来自相位寄存器203的输出。查询表205把从相位寄存器203输出的值从表示输出信号的相关相位号转换成表示在该周期中与相位值相对应的点上的正弦信号的幅度的值。应理解,寄存器时钟运行越快,输出信号的频率越高。同样,相位递增值越大,频率越高。因此,可用相位递增值或寄存器时钟来确定将产生的频率。A/D变换器207把从查询表207的值输出转换成相应的模拟电压电平。
根据本发明,把存储装置209耦合到来自相位寄存器203的输出。在合成器改变频率之前,把相位寄存器203的值存储在存储器209中。当后来再次产生频率时,把存储在存储器中的值耦合到偏移处理器211。偏移处理器211调节该值以计及自从最后产生该频率所经过的时间。即,在一个实施例中,偏移处理器211确定在自从最后产生该频率之后所经过的时间内发生的相位时钟的周期数。将该数与相位递增值相乘。把该乘法结果加到存储在存储器209中的值。然后,把该相加的和存储在相位寄存器203中。
图3示出设计来接收扩展频谱的接收机的第一实施方法,它根据图1和2的发送系统改变频率。参照图3,由天线100接收发送信号,并向接收机(RCVR)102提供。接收机102对信号进行滤波和放大并向下变频器104a-104n组提供接收到的信号。由相应的本机振荡器106a-106n驱动每个下变频器104a-104n。开关108根据由控制处理器114提供的选择信号选择该信号以向去信道化器110提供,其中上述选择信号是由控制处理器22和70提供的选择信号的时间延迟型信号。
向开关108提供下变频的信号。开关18有选择地向解扰器110提供下变频信号之一。解扰器110根据由PN发生器112提供的伪随机序列对下变频的信号进行解扰。向根据由序列发生器118提供的序列将信号去信道化的去信道化器116提供解扰的序列。在一个实施例中,序列发生器118是正交沃尔什序列发生器。向根据由发送系统用到的编码器的类型将数据解码网的解码器120提供数据。在一个实施例中,编码器是卷积编码器而解码器120是格解码器。向CRC校器单元122提供解码数据,其中CRC校验单元122进行校验以确定经解码的校验位是否与解码信息位相对应。如果是,那么向用户提供数据,否则宣告出错。
图4示出设计来接收扩展频谱数据的接收机的第二实施例,它根据图1和2的发送系统改变频率。参照图4,由天线150接收发送信号并向接收机(RCVR)152提供。接收机152对信号进滤波和放大并向下变频器154提供接收信号。由可变频率合成器156驱动下变频器154。可变频率合成器156根据由控制处理器164提供的选择信号输出频率。根据本发明的一个实施例,可变频率合成器156是DDS,它类似于如图2b所示的DDS。DDS实施在上面参照发射机所述的相同存储和恢复功能,从而保证发送和接收信号将保持相位同步。即,每次频率将要改变时,把在相位寄存器203中保持的值存储在存储器209中。于是,存储在存储器209中的值受到偏移,并当DDS的频率回到该频率时,将它再存入相位寄存器203中。通过这种方法,当频率在由DDS产生的不同频率之间交替时,接收机保持与发射机同步。
向解扰器160提供下变频信号。解扰器160根据由PN发生器162提供的伪随机序列对下变频信号解扰。向去信道化器166提供解扰序列,其中去信道化器根据由序列发生器168提供的序列将信号去信道化。在一个实施例中,序列发生器168是正交沃尔什序列发生器。向根据发送系统所用到的编码器的类型将数据解码的解码器170提供从去信道化器166输出的数据。在一个实施例,编码器是卷积编码器,而解码器170是网格解码器。向CRC校验单元172提供经解码数据,其中上述CRC校验单元进行校验以确定解码校验位是否与解码信息位相对应。如果它们对应,那么向用户提供该数据,否则宣布出错。
图5示出设计来接收扩展频谱数据的接收机的第三实施例,它根据图1和2的发送系统改变频率。参照图5,由天线200接收发送信号并向接收机(RCVR)2302提供。接收机202对信号进行滤波和放大并向下变频器204a-204n组提供接收到的信号。每个下变频器204a-204n由相应的本机振荡器206a-206n驱动。
向相应的解扰器210a-210n提供每个下变频信号。解扰器210a-210n根据由相应PN发生器212a-212n提供的伪随机序列对下变频的信号进行解扰。向去信道化器216a-216n提供解扰序列,其中上述去信道化器根据由相应的序列发生器218a-218n提供的序列将信号去信道化。在一个上述例中,序列发生器218a-218n是正交沃尔什序列发生器。向根据发送系统所用的编码器的类型将数据解码的解码器220a-220n提供去扩展数据。在一个实施例中,编码器是卷积编码器,而解码器220a-220n是网格解码器。向CRC校验单元222a提供解码数据,其中上述CRC校验单元确定解码校验位是否与解码信息位相对应。
对于每个数据解码流,向控制处理器224提供一组确定接收数据帧质量用的计算值(通常称为“质量度量”)。控制处理器224把通过质量度量值确定的最佳质量的帧输出给用户。如果经质量度量值的确定所有解码帧的质量都不够,那么宣布删除。控制处理器224用来选择帧的质量度量的例子包括:(1)从网格解码器220累积到的分支度量,(2)码元差错率(SER),和(3)CRC校验结果。
图6示出本发明的另一个实施例,其中CDMA信道根据要发送的信息位子集改变频率。向多路复用器(MUX)250提供要发送的信息数据,上述多路复用器提供用来选择在第一输出端上的中心频率的位子集以及要发送到第二输出端的剩余位。在一个实施例中,用信息位来选择要发送的频率。然而,可用来自CRC发生器252的分组位或来自卷积编码器254的编码码元来选择上变频频率。向控制处理器266提供用来选择上变频频率的信息位子集。根据信息位子集,控制处理器266产生对开关264的命令信息。为了提供发送频率的随机化,一较佳实施例对向控制处理器266提供的信息位子集加扰。这种加扰的提供使得发送频率随机。在较佳实施例中,用来自PN发生器262的位子集对向控制处理器266提供的位加扰。
向CRC发生器252提供要发送的剩余信息,其中上述发生器产生并附加可用来校验是否在接收机正确接收解码数据的一组位。在一个实施例中,编码器254是卷积编码器,虽然本发明同样可用于任何纠错编码器。在现有技术中已知卷积编码器。
然后,向信道化器256提供编码码元,其中上述信道化器根据由序列发生器258提供的序列将编码码元信道化。在一个实施例中,序列发生器258是沃尔什码元发生器,它根据正交沃尔什序列提供码元序列。向根据由PN发生器262提供的伪随机序列对数据加扰的加扰装置260提供沃尔什序列。这种信道化器和序列发生器在现有技术中已知,并在上述5,103,459号美国专利中详细描述。
向混频器268a-268n组提供加扰数据。由相应的本机振荡器270a-270n驱动每个混频器268a-268n。向开关264提供来自每个混频器268a-268n的上变频数据。开关264选择上变频信号之一来向发射机(TMTR)274提供。根据由控制处理器264提供的选择信号选择向发射机274提供的上变频信号。
图7示出本发明的第二实施例的另一种实施方法,其中根据要发送的信息位的子集对CDMA信道进行跳频。向多路复用器(MUX)300提供要发送的信息数据,其中上述多路复用器在第一输出端上提供用来选择中心频率的位子集,并对第二输出端提供要发送的剩余位。在一个实施例中,用信息位来选择要发送的频率。然而,来自CRC发生器302的分组位或来自卷积编码器304的编码码元可用来选择上变频频率。向控制处理器316提供用来选择上变频频率的信息位子集。根据信息位子集,控制处理器316产生并向可变频率合成器320提供信号。根据本发明的一个实施例,合成器320是DDS,它具有当频率改变时存储相位值的存储器,如上所述并如图2b所示。
向循环冗余检测(CRC)发生器302提供要发送的剩余信息位。CRC发生器302产生并附加用来校验在接收机处的解码数据的正确性的一组位。向编码器304提供来自CRC发生器302的位。在一个实施例中,编码器304是卷积编码器。
向信道化器306提供编码码元,其中上述信道化器306根据由序列发生器308提供的序列将编码码元信道化。在一个实施例中,序列发生器308是沃尔什码元发生器,它根据正交沃尔什序列提供码元序列。向加扰装置310提供沃尔什序列数据,其中上述加扰装置根据由PN发生器312提供的伪随机序列对数据加扰。在现有技术中已知信道化器和序列发生器,并在上述5,103,459号美国专利中详细描述。
向混频器318提供加扰数据。由可变频率合成器320驱动混频器318。可变频率合成器320根据由控制处理器316提供的信号向混频器318提供驱动频率。在一个实施例中,控制处理器316根据信息位子集产生频率选择信号。向发射机324提供上变频信号,上述发射机324对信号进滤波和放大并通过天线326发送。
图8示出本发明的一个实施例,其中CDMA信道根据要发送的信息位子集改变码信道。应注意,如图8所示的实施例同样可用于其中根据伪随机函数选择码信道的情况,类似于诸如图1和2所示的本发明的实施例,其中根据伪随机码选择频率。
向多路复用器(MUX)350提供要发送的信息数据,其中上述多路复用器在第一输出端上提供用来选择码信道的位子集,并对第二输出端提供要发送的剩余位。在一个实施例中,用信息位来选择用于发送的码信道。然而,可用来自CRC发生器352的分组位或者来自卷积编码器354的编码码元来选择码信道。向控制处理器366提供用来选择码信道的信息位子集。根据信息位子集,控制处理器366产生并向开关364提供码信道选择信号。
向CRC发生器352提供要发送的剩余信息位,其中上述发生器产生并附加用来校验是否在接收机处正确接收解码数据的一组位。向编码器354提供来自CRC发生器352的位。在一个实施例中,编码器354是卷积编码器,虽然本发明同样可用于任何纠错编码器。在现有技术中已知卷积编码器的实施方法。
另外,向码信道信道化器356a-356n组提供经编码的码元。每个码信道信道化器具有来自相应的序列发生器358a-358n的唯一序列。在一个实施例中,序列发生器358a-358n是沃尔什码元发生器,它根据正交沃尔什序列提供码元序列。向开关364提供来自每个信道化器356a-356n的沃尔什序列数据。开关364有选择地向加扰装置360提供扩展数据序列之一。开关364根据来自控制处理器366的选择信号,选择在它的输出端提供哪些数据序列。控制处理器366根据来自控制处理器366的信息位子集产生信号。
加扰装置360根据由PN发生器362提供的伪随机序列对数据加扰。信道化器和序列发生器在现有技术中是已知的,而且在上述美国专利号5,103,459中详细描述。向混频器368提供加扰数据。由相应的本机振荡器370驱动混频器368。向发射机(TMTR)374提供上变频的数据。
图9示出本发明的另一个实施例,其中CDMA信道根据要发送的信息位子集改变码信道。应注意,如图9所示的实施例同样可用于根据伪随机函数选择码信道的情况,这类似于如图1和2所示的本发明的实施例,其中根据伪随机码来选择频率。
向多路复用器(MUX)400提供要发送的信息数据,它在第一输出端上提供用于选择码信道的位子集,并对第二输出端提供要发送的剩余信息位。然而,可用来自CRC发生器402的分组位或者来自卷积编码器404的编码码元来选择码信道。向控制416提供用于选择码信道的信息位子集。根据信息位子集,控制处理器416产生并向沃尔什码元发生器414提供码信道选择信号。
向CRC发生器402提供要发送的剩余信息位,它产生并附加可用来校验在接收机处的解码数据的正确性的一组位。向编码器404提供来自CRC发生器402的位。在一个实施例中,编码器404是卷积编码器,虽然本发明同样可用于任何纠错编码器。在现有技术中已知卷积编码器的实施方法。
另外,向信道化器406提供编码码元。信道化器406具有来自相应的可变序列发生器414的时间变化扩展序列。在一个实施例中,可变序列发生器414根据预定的正交沃尔什序列组提供序列。向加扰器408提供来自信道化器406的沃尔什序列数据,上述加扰器408根据由PN发生器410提供的伪随机序列对数据加扰。如上所述,在现有技术中已知这种信道化器和序列发生器,并在上述5,103,459号美国专利中所述。向混频器418提供加扰数据。混频器418由相应的本机振荡器420驱动。向发射机(TMTR)374提供上变频数据用于通过天线426发送。
图10示出根据本发明用于接收信号的接收机,其中CDMA信道根据要发送的信息位子集改变码信道。根据所有可行的码信道序列对信号进行解调,而且通过对确定接收信号质量用的计算值(通常称为“量度)的分析,从所有解调信号中选出接收信号。由天线450接收发送信号并提供给接收机(RCVR)452。接收机452对信号进行滤波和放大并向下变频器454提供接收信号。由本机振荡器456驱动下变频器454。
向解扰器458提供下变频信号。解扰器458根据由相应PN发生器460提供的伪随机序列将下变频信号解扰。向去信道化器组462a-462n提供解扰序列,其中上述去信道化器根据由相应序列发生器464a-464n提供的序列对信号进行去信道化。在一个实施例中,序列发生器464a-464n是正交沃尔什序列发生器。向解码器466a-466n提供数据,其中上述解码器根据发送系统所用的编码器的类型将数据解码。在一个实施例中,编码器是卷积编码器,而解码器466a-466n是网格解码器。向CRC校验单元468a-468n提供解码数据,其中上述CRC校验单元确定解码校验位是否与经解码的信息位相对应。
对于每个解码数据流,向控制处理器470提供一组质量度量。控制处理器470根据质量度量组的值,选择具有最佳质量的帧输出给用户。如果度量值确定所有解码帧的质量不足,那么宣布删除。可由控制处理器470用来选择帧的质量度量的例子包括:(1)来自网格解码器466a-466n的累积分支度量,(2)码元差错率(SER),和(3)CRC校验结果。
图11示出本发明的发送系统的另一个实施例,其中根据要发送的信息位的子集选择调制序列和上变频频率。应注意,如图11所示的实施例同样可用于根据确定性函数选择码信道和上变频频率的情况。这可通过对控制处理器522进行编程来完成。
向多路复用器(MUX)500提供要发送的的信息数据,其中上述多路复用器在第三输出端上提供用于选择码信道和上变频的频率的位子集以及要发送的剩余位。在另一个实施例中,可用来自CRC放大器502的分组位以及来自卷积编码器504的编码码元来选择码信道以及上变频的频率。向控制处理器522提供用来选择码信道和上变频的频率的信息位子集。根据信息位的子集,控制处理器522向沃尔什码元发生器508提供码信道选择信号并向可变频率合成器516提供频率选择信号。
向CRC发生器502提供要发送的剩余信息位,它产生并附加可用来确定在接收机处接收到的解码数据是否正确的一组位。向编码器504提供来自CRC发生器502的位。在一个实施例,编码器504是卷积编码器,虽然本发明同样可用于任何纠错编码器。在现有技术中已知卷积编码器。
然后,向信道化器506提供经编码的码元。信道化器506设有来自相应的可变序列发生器508的时间变化扩展序列。在一个实施例中,可变序列发生器508根据预定正交沃尔什序列组提供序列。向加扰器510提供来自信道化器506的沃尔什序列数据,其中上述加扰器510根据PN发生器512提供的伪随机序列对数据加扰。信道化器和序列发生器在现有技术中是已知的,而且在上述5,103,459号美国专利中详细描述。向混频器514提供加扰数据。混频器是由可变频率合成器516驱动的。可变频率合成器516根据来自控制处理器522的频率选择信号产生并提供驱动频率,其中上述控制处理器522根据要发送的信息位子集选择驱动频率。向发射机(TMTR)518提供上变频数据以通过天线520发送。
图12示出设计来接收扩展频谱数据的接收机,它根据发送数据子集改变频率和码信道。参照图12,由天线接收发送信号并向接收机(RVCR)601提供。接收机601对信号进行滤波和放大并向下变频器602a-602I组提供接收信号。每个下变频器602a-602I是由相应的本机振荡器604a-604I来驱动的。
向相应的解扰器606a-606I提供每个下变频信号。解扰器606a-606I根据由相应的PN发生器608a-608I提供的伪随机序列将下变频信号解扰。向去信道化器610a-610j提供来自解扰器606a的解扰序列,并向去信道化器610k-610n提供来自解扰器606I的解扰序列,其中上述去信道化器610k-610n根据所有序列对每个解扰序列进行去信道化。由相应的序列发生器612a-612n驱动每个去信道化器610a-610n。在一个实施例中,序列发生器612a-612n是正交沃尔什序列发生器。向根据发送系统所用的编码器类型对数据解码的解码器614a-614n提供去扩展数据。在一个实施例中,编码器是卷积编码器,而解码器614a-614n是网格解码器。向CRC校验单元616a-616n提供解码数据,其中上述CRC校验单元确定解码的校验位是否与解码信息位相对应。
对于每个经解码的数据流,向控制处理器618提供用于每个数据流的一组质量度量。控制处理器618按照由度量值所确定的那样,选择具有最佳质量的帧输出到用户。如果所有解码数据的质量都不足,那么宣告删除。可用控制处理器618用到的质量度量的例子包括:(1)来自网格解码器612a-612n的累积分支度量,(2)码元差错率(SER)和(3)CRC校验结果。
前面向熟悉本技术领域的人员提供较佳实施例的详细描述,使得他们能够进行或运用本发明。然而,对于熟悉本技术领域的人员而言,对这些实施例的各种变化是显而易见的,而且可将这里所定义的一般原理用于其它实施例,而无需进行进一步劳动创造。因此,本发明并不局限于这里所示的实施例,而是根据与所附权利要求书定义的原理和特征一致的最宽范围。
Claims (11)
1.一种发送扩展频谱数据的装置,其特征在于,包括:
调制装置,用于接收数据并根据扩展频谱调制格式调制所述接收数据;
上变频装置,用于接收所述调制数据并对所述调制数据进行上变频以在根据选择信号确定的频率下发送。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,根据来自所述接收数据的位子集确定所述选择信号。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述调制装置根据码信道选择信号调制所述接收数据。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,根据预定确定性函数确定所述选择信号。
5.如权利要求3所述的装置,其特征在于,根据所述接收数据的位子集确定所述码信道选择信号。
6.如权利要求3所述的装置,其特征在于,根据预定确定性函数确定所述码信道选择信号。
7.一种发送扩展频谱数据的装置,其特征在于,包括
扩展频谱调制器,和
至少一个上变频器,它具有耦合到所述扩展频谱调制器的输出,所述上变频器的输出根据预定模式改变载波频率。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,由来自所述扩展频谱数据的位子集确定所述预定模式。
9.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述调制装置根据码信道选择信号调制所述扩展频谱数据。
10.一种发送数据的方法,其特征在于,包括下列步骤:
对数据进行编码;
对所述编码数据进行信道化;
对所述信道化编码数据加扰;
用在根据预定模式变化的频率下工作的本机振荡器,对所述加扰信道化编码数据进行调制。
11.一种发送扩展频谱数据的装置,其特征在于,包括
扩展频谱调制器;
至少一个上变频器,和
至少一个本机振荡器,每个本机振荡器具有耦合到所述扩展频谱调制器的输出,所述上变频器的输出根据预定模式改变载波频率。
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