CN1327642A - 用于对码分复用信号进行解码的方法和装置 - Google Patents

Abstract

为了从若干码(c(t))中选出正确对码分复用信号(r(t))进行编码的码。每次都将单个码(c(t))组合成将与接收到的码分复用信号(r(t))进行比较的组合码。然后,与这个码分复用信号(r(t))有着最大相似性的那些组合码的单个码将逐个地与接收到的码分复用信号(r(t))进行比较,并选出那个与码分复用信号极相似的码(c(t)),用于解码。

Description

用于对码分复用信号进行解码的方法和装置

本发明涉及按权利要求1前序部分所述对一个码分复用信号进行解码的一种方法以及按权利要求6前序部分所述的一个相应装置。

码分复用技术(CDMA：码分多址)系指一种多路存取方法，采用这种方法时，允许相应移动通信系统的所有用户同时使用所提供的整个系统带宽。为能避免各个用户间的碰撞，各单个用户信号中都配置不同的码序列，这样一来，才可能在单个码序列和被接收信号之间建立起唯一的对应关系。执行这一过程时将出现单个信号的扩展，从而引起带宽的成倍增长，所以这种技术也称为频谱扩展技术。接收机接收此信号，将其解调并进行去扩展，使用的是一个与发送机同步的扩展信号。虽然接收机接收到的不但有发送机所希望的信号，而且也有其他发送机在同一频段发送的另外信号。但是，通过这一去扩展过程，确能保证只有这个信号被去扩展和在带宽方面有所减少，该信号采用和接收机相同的同步扩展码。

所以，在CDMA系统中，重要的是实现收发双方的同步化。通常，这一工作是根据特地为此目的传送的控制信息分若干步进行。其中起初是频率同步，接着进行时间同步。此后，在接收机中还必须进行码同步或码识别，其目的是求出那个用其对发送信号编码的扩展码和置乱码(加扰码)。然后，对接收信号进行去扩展和解码才是可能的。

为了找出用于解码过程的正确码，在接收机必须使提供使用的所有码与接收信号相关联，然后选出那些其码序列与接收信号呈现出最大一致性或相似性的码作为待使用的码。这就是说，涉及接收信号序列r(t)为每一个可能的码序列c_i按下述公式求和： $\underset{t=0}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}r\left(t\right)\·c_i\left(t\right)$

这里，T为相关时段，在这一时段内，接收信号序列r(t)和码序列c_i(t)各单个值之间相乘结果将被相加或求积分。

举例说，对UMTS通用移动电信系统移动通信标准规定了16个可能的码，即i＝0……15。将为单个码序列c_i(t)按照上述公式计算出的结果进行比较，并求出那个具有对接收信号序列r(t)的最大能量值，就是说其有最大一致性或相似性的码序列c_i(t)。然后假定发送信号是用这个码编码的，故紧接着用这个码进行解码。

从上述公式显而易见，一般来说，对n个不同的码，必须用相应数量的乘法，进行n次相关。这样做开销很大，同时需要在接收机中设置加法器和乘法器方面有相应大的硬件开销。

因此，作为本发明基础的任务是提供一种改进的方法和一种用于对码分复用信号进行解码的相应装置。采用这种方法和装置时，特别是能更简单更快捷地求出那个用于编码的码，并能对码分复用信号相当可靠地进行解码。

根据本发明，上述任务已通过有权利要求1所述特征的方法和有权利要求6所述特征的装置而得以解决。从属权利要求对本发明优选的结构形式做出说明。

根据本发明，每次都将所提供使用的若干个码组合成一个组合码。接着，这些组合码每次都与接收信号进行比较，即与接收信号相关联，目的是求出那个与码分复用信号呈现出最大相似性的组合码。再接着，仅还是那些被组合成该组合码的单个码必须逐个地与码分复用信号相关联，目的是能最终确定那个被用来对码分复用信号进行编码的码，并能将此码用于解码。

举例说，假如现有n个不同的码，并且每次都把其中的m个码组合成一个组合码，那么，根据本发明开始时介绍的公式，为了确定用于编码的码只需要n/m＋m次相关。

特别地，每次把两个单个码相加成一个组合码，则更显其优点。

特别是对于正交码，可以考虑，在已产生的组合码相关的情况下，只有当相应的组合码包含着发送机用于编码的那个码，故能用这些组合码进行可靠的预先选择时，借助本文开始时叙述的公式，才能计算出一个最大值。然而，前提是，每一单个码只被使用于这些组合码中的一个。

举例说，假若总共提供16个不同的码，并且每次都将其中的两个码相加成一个组合码，那么，用只有8次相关就能首先把可能的码数量减少到两个，并接着借助两次另外的相关计算，从这些两个码中求出实际上被使用的码，故总共仅需10次相关。

本发明特别能使用于通用移动电信系统中的移动通信接收机。并且，当可能码的数量n较大，比如n＞16时，能显露出特殊的优点。

下面借用一个实施例并参照插图对本发明进行详细的说明。

本发明只有一个附图1，该图简单扼要地说明和介绍了码分复用系统收、发机之间信号传输的工作原理。

如前所述，在应用CDMA技术情况下，传输信道或者发送机用户i的应传输数据d_i(t)首先含有一个特定用户的码序列c_i(t)，而在接收机，安排这个码序列和接收信号之间有可能是唯一对应关系。在执行这一过程时出现单一信号的扩展，从而引起带宽的成倍增加，故这一技术也称为频谱扩展技术。因此，根据图1，用户i的待传送数据d_i(t)首先被馈送给乘法器1并与独立于待发送数据的特定用户码序列c_i(t)相乘或扩展。紧接着，如此得到的信号序列r_i(t)借助于一个另外的乘法器2被调制到一个高频载波exp(jwot)并且通过(图1中未示出的)带通滤波器(发送滤波器)，以及(图1中也未示出的)用于所需发送功率的功率放大器，经天线传送给接收机。

接收机从其天线得到这一信号并借助乘法器3将其解调。在接收机的天线和乘法器或解调器3之间可以设置一个(未示出的)带通滤波器用于选择和降低噪声。而用另外的乘法器4对已解调信号序列r(t)进行去扩展，同时使用一个与发送机同步的扩展信号c_i(t)。虽然，接收机接收到的不仅是发送机所期望的信号，而且也有其他发送机在相同频段发送的另外信号。然而，通过上述去扩展过程将确保只有这个信号被去扩展，而在带宽方面有所减少，如同接收机一样，此信号使用相同的同步扩展码c_i(t)。故在去扩展后能以简单的方式方法从加和信号中滤出所期望的信号d_i(t)。为了这一目的，在图1中设置了一个积分器，积分器的情况如同频谱段中的低通滤波器。

扩展/去扩展或者编码/解码通过与宽带噪声信号c_i(t)的相乘进行。做为噪声序列c_i(t)，如果能使用没有统计特性，或者没有序列各单个元素间相关性的可再生噪声序列，将是理想的。然而，从技术上讲，这类理想的噪声序列是不可能再生的，不可用对频谱扩展技术所需要的形式产生。所以把类似噪声的序列，即所谓的伪随机序列(PN)用做码序列c_i(t)使用。

从上面的叙述中可以看出，对码分复用信号进行可靠解码的前提是，在接收机，从提供使用的若干码中选出被发送机使用的特定用户的码序列c_i(t)，并将其馈送给解码器或者乘法器4。

由于这一原因，在图1中设置了一个码选择装置6，解调过的接收信号序列r(t)就被送往这个装置。码选择装置6可通过相关计算求出那个发送机用来对码分复用信号r(t)进行编码的码。

为此目的，根据本发明，码选择装置6包括一个码存储器8。在存储器8中存储着提供使用的全部码序列c_i(t)。相关装置或者比较装置7对存储器8进行存取。相关装置或比较装置按照事先给定的方案，把存储在存储器8中的单个码序列c_i(t)组合成组合码。然后，这些复合码通过与接收信号序列r(t)的比较用于预先选择。

特别地，相关装置7是这样设计的，致使其每次把不同的码序列相加，并且，这样得到加和码序列或组合码序列按下面的公式与接收信号序列相关联： $\underset{t=0}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}r\left(t\right)\·(c_{2i}\left(t\right)+c_{2i+1}\left(t\right))$

所以，在本实施例情况下，码序列c₀(t)和c₁(t)相加，c₂(t)和c₃(t)相加……，从中得到的加和结果每次都与接收信号序列r(t)相乘。然而，码序列对，一般是任意选择的。每次也将多于两个的码相互组合或选用不是加法的组合类型，这在原则上也是可能的。

用上式计算出的多个单个加和序列的相关结果相互进行比较，特别是对于正交码可以考虑，为那个加和码序列计算出一个最大相关值，而这个加和码也提供发送机使用的码序列。因此，相关装置7可以进行预先选择并在现有n个，比如n＝16可能码序列情况下，只借用8次相关计算，就能把可能码序列的数量减少到两个。

在相关装置用最大相关值求出加和码序列后，必须使包含在相应加和码序列中的单个码序列与接收信号码序列相关联，以便通过相关结果的比较求出发送机使用过的码，并可将其馈送给乘法器4用于对接收信号解码。

因为事先设定的方法比本文开始时介绍的常规方法的准确度要低一些，而在采用常规方法时，每一单个码都与接收信号相关联，所以特别对于那些接收质量优良的信号来说，这是一种既能快速进行码识别而开销又低的方法。

本发明特别能使用于通用移动电信设备的移动通信接收机。根据通用移动电信系统的移动通信标准，应设定16个可能的码。然而，随着可能码数量的不加增加，本发明的优点将越来越令人感兴趣。

Claims (12)

1、码分复用信号解码方法

其中，所接收的码分复用信号(r(t))将与不同的为解码提供使用的码(c(t))进行比较，目的是求出那个曾用于对码分复用信号进行编码的码，以及，其中，用已求出码(r(t))将码分复用信号(c(t))解码，

其特征在于：

每次将所提供使用的码(c(t))中的若干个被组合在一起，目的是用此产生多个组合码，

每个组合码都将与被接收到的码分复用信号(r(t))进行比较，

求出那个与被接收到的码分复用信号(r(t))有着最大相似性的组合码，以及

曾被组合成所求出组合码的那些码(c(t))，将逐个地与接收到的码分复用信号(r(t))进行比较，以便求出那个与接收到的码分复用信号(r(t))有着最大相似性的码，

其中，用这个码(c(t))对被接受到的码分复用信号(r(t))解码。

2、按照权利要求1所述方法，

其特征在于，

每次都将两个码(c(t))组合成一个组合码。

3、按照求利要求1或2所述方法，

其特征在于，

每个组合码通过相应单个码相加来产生。

4、按照上述权利要求之一所述方法，

其特征在于，

所接收到的码分复用信号(r(t))与组合码或者单个码通过下述方法进行比较，即其单个信号值与组合码及单个码(c(t))的值相乘，并把相乘结果相加，其中，选出那些其相乘结果的总和具有最大值的组合码或者单个码(c(t))用做与码分复用信号(r(t))有着最大相似性的组合码或者单个码(c(t))。

5、按照上述权利要求之一所述方法，

其特征在于，

提供用来对码分复用信号(r(t))进行解码的码(c(t))应是正交码。

6、用于码分复用信号进行解码的装置，具有存储器(8)用来存储不同的提供用于解码的码(c(t))，和具有比较器(7)用于被接收到的码分复用信号(r(t))与存储在存储器(8)中的码(c(t))相比较，目的是求出那个曾被用于对码分复用信号(r(t))进行编码的码(c(t))，并且，具有解码器(4)借助求出的码(c(t))对码分复用信号(r(t))进行解码，

其特征在于：

比较器(7)是这样设置的，致使这些比较器每次将存储在存储器(8)中的若干单个码(c(t))组合成组合码，并将每个组合码与被接收到的码分复用信号(r(t))进行比较，以及

比较器(7)是这样设置的，致使其求出那个与已接收到的码分复用信号(r(t))有着最大相似性的组合码，并将那些曾被组合成所求出的组合码的那些码，逐个地与被接收到的码分复用信号(r(t))进行比较，以便求出那个与被接收到的码分多路信号(r(t))有着最大相似性的单个码(c(t))，

其中，比较器(7)把以这种方式求出的用于对被接收到的码分复用信号(r(t))解码的单个码(c(t))馈送给解码器(4)。

7、按照权利要求6所述的装置，

其特征在于，

比较器(7)是这样设置的，致使它每次把两个码(c(t))组合成一个组合码。

8、按照权利要求6或7所述的装置，

其特征在于，

比较器(7)是这样设置的，它通过相应单个码的相加产生每一个组合码。

9、按照权利要求6至8之一所述装置，

其特征在于，

比较器(7)将接收到的码分复用信号(r(t))通过下述方法与组合码或者单个码(c(t))进行比较，即码分复用信号(r(t))的单个信号值与组合码或者单个码(c(t))的值相乘并把相乘结果相加，其中，比较器(7)选出那些其相乘结果的总和具有最大值的组合码或者单个码(c(t))，作为与码分多路信号(r(t))有着最大相似性的组合码或者单个码(c(t))。

10、按照权利要求6至9之一所述装置，

其特征在于，

在存储器(8)中存储的码(c(t))是正交码。

11、按照权利要求6至10之一所述装置使用于移动通信接收机，

其中，被调制到载波信号上的码分复用信号(r(t))首先用解调器(3)把它解调，解调后的码分复用信号(r(t))再用这一装置进行解码。

12、按权利要求11所述用途，

其特征在于，

该装置使用于UMTS的移动通信接收机。

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