專(zhuān)利名稱：減少符號(hào)間干擾的擴(kuò)展頻譜傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擴(kuò)展頻譜傳輸系統(tǒng)，包含帶有擴(kuò)展裝置的發(fā)射機(jī)，該擴(kuò)展裝置用于按一種擴(kuò)展碼字由數(shù)字源信號(hào)得到已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)，發(fā)射機(jī)包含用于經(jīng)由傳輸媒介將已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)發(fā)送到接收機(jī)的發(fā)射裝置；傳輸系統(tǒng)也包含帶有接收裝置的接收機(jī)，該接收裝置用于從傳輸媒介接收已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)，接收機(jī)還包含用于從已擴(kuò)數(shù)字輸入信號(hào)得到數(shù)字輸入信號(hào)的一個(gè)拷貝的解擴(kuò)裝置。
本發(fā)明還涉及發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、擴(kuò)展單元、解擴(kuò)單元、通信方法、傳輸方法和接收方法。
序言中的這個(gè)傳輸系統(tǒng)可以從美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,970,588中得知。
近年來(lái)，在移動(dòng)電話中擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)使用得越來(lái)越多。擴(kuò)展頻譜傳輸系統(tǒng)中，確定符號(hào)速率的數(shù)字輸入信號(hào)與擴(kuò)展碼的一個(gè)碼字相乘，得到相當(dāng)高的符號(hào)速率的已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)。已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)調(diào)制到載波并發(fā)送到接收機(jī)，接收機(jī)對(duì)其輸入信號(hào)進(jìn)行解調(diào)以得到已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)。通過(guò)將已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)與解擴(kuò)碼字相乘實(shí)現(xiàn)對(duì)已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)的解擴(kuò)，從而得到源信號(hào)的一個(gè)拷貝。
移動(dòng)電話系統(tǒng)中，對(duì)于不同的用戶站可使用不同的擴(kuò)展碼字。將不同的用戶站使用的擴(kuò)展碼字選定成相互正交，以避免用戶站間的干擾。可以說(shuō)，移動(dòng)電話系統(tǒng)中擴(kuò)展頻譜通信能用于上行鏈路(移動(dòng)終端到基站)和下行鏈路(基站到移動(dòng)終端)。
移動(dòng)電話中的擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)存在一個(gè)問(wèn)題，即多徑傳輸所產(chǎn)生的符號(hào)間干擾。當(dāng)無(wú)線電信號(hào)的接收是經(jīng)由一條直接路徑和涉及反射的一條或多條間接路徑時(shí)，便發(fā)生了多徑傳輸。經(jīng)由直接路徑接收到的無(wú)線電信號(hào)的到達(dá)時(shí)間與經(jīng)由一條間接路徑接收到的無(wú)線電信號(hào)的到達(dá)時(shí)間是不同的。由于存在這個(gè)時(shí)間差異，與解擴(kuò)碼字相關(guān)的信號(hào)不僅包含要檢測(cè)的當(dāng)前符號(hào)的成分，也包含了前面符號(hào)和(或)后面符號(hào)的成分。這種符號(hào)間干擾會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤率的增加。
本發(fā)明的目的是提供序言中所說(shuō)的一種擴(kuò)展頻譜傳輸系統(tǒng)，其中能減少多徑傳輸造成的符號(hào)間干擾。
為達(dá)到所說(shuō)的目的，本發(fā)明中的這種擴(kuò)展頻譜傳輸系統(tǒng)的特征在于，解擴(kuò)裝置包括使用比擴(kuò)展碼字短的解擴(kuò)碼字來(lái)對(duì)已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相關(guān)的相關(guān)裝置。
通過(guò)使用比擴(kuò)展碼字短的解擴(kuò)碼字來(lái)檢測(cè)符號(hào)，解擴(kuò)碼字與前面碼字和(或)后面碼字的成分間的重疊減少。這會(huì)導(dǎo)致符號(hào)間干擾的數(shù)目減小。
本發(fā)明的實(shí)施方案的特征在于，擴(kuò)展碼字包括解擴(kuò)碼字和多個(gè)添加的符號(hào)。
擴(kuò)展碼字的合適選擇是使用帶有多個(gè)添加的符號(hào)的解擴(kuò)碼字。這些添加的符號(hào)減少上述的重疊，并仍能容易地檢測(cè)到已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)。
本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方案的特征在于，添加的符號(hào)包含解擴(kuò)碼字的一部分。
使用解擴(kuò)碼的一部分能使擴(kuò)展碼對(duì)符號(hào)間干擾的敏感性降低。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋。


圖1是說(shuō)明了按照本發(fā)明的一個(gè)其中使用了瑞克接收機(jī)的傳輸系統(tǒng)的框圖。
圖2說(shuō)明了現(xiàn)有技術(shù)的傳輸系統(tǒng)中一個(gè)包含三個(gè)多徑成分的已擴(kuò)信號(hào)。
圖3說(shuō)明了按照本發(fā)明的一個(gè)包含三個(gè)多徑成分的已擴(kuò)信號(hào)。
圖4是一個(gè)曲線圖，說(shuō)明了現(xiàn)有技術(shù)的傳輸系統(tǒng)和本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的比特錯(cuò)誤率與每個(gè)比特能量的關(guān)系。
圖1的擴(kuò)展頻譜傳輸系統(tǒng)中，多個(gè)信號(hào)分別應(yīng)用于發(fā)射機(jī)2中相應(yīng)的編碼器4...12，其中每個(gè)信號(hào)分別要被提供給用于不同的接收機(jī)。一般而言，編碼器4...12包含信源編碼器和信道編碼器的組合，信源編碼器用于壓縮要發(fā)射的信號(hào)，信道編碼器能檢測(cè)和糾正傳輸錯(cuò)誤。信源編碼器可包含語(yǔ)音編碼器、音頻編碼器和/或視頻編碼器。信道編碼器比如是卷積編碼器或分組編碼器。
編碼器12的輸出符號(hào)應(yīng)用到擴(kuò)展裝置(即乘法器14)的第一個(gè)輸入。乘法器14將編碼器12的每個(gè)輸出符號(hào)與擴(kuò)展碼相乘，從而得到比編碼器12輸出信號(hào)的符號(hào)速率高得多的已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)。
要被提供給其他接收機(jī)的信號(hào)也被編碼，并按擴(kuò)展碼字由擴(kuò)展裝置進(jìn)行擴(kuò)展。但不同接收機(jī)使用的擴(kuò)展碼字基本上正交，以便使相應(yīng)的接收機(jī)能從它的輸入信號(hào)中提取合適的信號(hào)。
乘法器6...14的輸出應(yīng)用于到加法器10，加法器10將不同的已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)合并成一個(gè)信號(hào)。加法器10的輸出端連至調(diào)制器18的輸入端，調(diào)制器18將組合的已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)調(diào)制到合適頻率的載波上。調(diào)制器18的輸出端與天線20相連，天線20將已調(diào)信號(hào)發(fā)送到接收機(jī)22、24和28。
天線20發(fā)射的信號(hào)能經(jīng)由一條直接路徑和一條或多條間接路徑到達(dá)接收機(jī)22、24和28，間接路徑的產(chǎn)生是因?yàn)榇嬖谌绱髽?、橋梁和高山等物體的反射。這種多徑傳輸導(dǎo)致符號(hào)間干擾。
在接收機(jī)28中，天線26提供的信號(hào)應(yīng)用于解調(diào)器30。解調(diào)器30解調(diào)接收的信號(hào)，并得到合并后的已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)的一個(gè)拷貝。所說(shuō)的合并后的已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)的一個(gè)拷貝應(yīng)用于串行級(jí)聯(lián)的一些時(shí)延元件32、34和36。解調(diào)器30的輸出信號(hào)也應(yīng)用于瑞克接收機(jī)41的第一個(gè)支路38(也叫做分支)的第一個(gè)輸入信號(hào)。第一個(gè)時(shí)延元件32的輸出與瑞克接收機(jī)41的第二個(gè)分支40相連。時(shí)延元件34的輸出與瑞克接收機(jī)41的第三個(gè)分支相連，時(shí)延元件36的輸出與瑞克接收機(jī)41的第四個(gè)分支的輸入端相連。
瑞克接收機(jī)的每個(gè)分支38、40、42和44中，輸入信號(hào)與對(duì)應(yīng)于和接收機(jī)28相關(guān)的擴(kuò)展碼字的解擴(kuò)碼字相乘。按照本發(fā)明，解擴(kuò)碼字的長(zhǎng)度比擴(kuò)展碼字的長(zhǎng)度短，以便減少因發(fā)生多徑傳輸而帶來(lái)的符號(hào)間干擾。按照本發(fā)明，擴(kuò)展碼字包含解擴(kuò)碼字以及附加到該解擴(kuò)碼字上的一個(gè)前置碼。這個(gè)前置碼可以是固定的前置碼，但最好是擴(kuò)展碼字的一個(gè)循環(huán)連續(xù)。這意味著，當(dāng)需要N個(gè)符號(hào)的前置碼時(shí)，前置碼包含擴(kuò)展碼字的最后N個(gè)符號(hào)的倒序排列。
瑞克接收機(jī)的每個(gè)分支38、40、42和44負(fù)責(zé)接收接收信號(hào)的一個(gè)多徑成分。因此它從同步和信道估計(jì)單元49接收到一個(gè)延遲了適當(dāng)時(shí)間的解擴(kuò)序列。更進(jìn)一步，瑞克接收機(jī)的每個(gè)分支中的信號(hào)與一個(gè)對(duì)應(yīng)其長(zhǎng)度的值相乘。這樣，使得能夠通過(guò)加法器48實(shí)現(xiàn)對(duì)分支38、40、42和44的輸出信號(hào)的所謂的最大比合并。眾所周知，采用最大比合并，瑞克接收機(jī)能達(dá)到最優(yōu)性能。同步和信道估計(jì)單元49的結(jié)構(gòu)已為本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所熟知?？梢钥吹剑搯卧惺褂玫慕鈹U(kuò)碼字與應(yīng)用于分支38、40、42和44的相同。
加法器48的輸出應(yīng)用于譯碼器50的輸入端。譯碼器50先進(jìn)行信道譯碼，隨后進(jìn)行信源譯碼，以便得到應(yīng)用于發(fā)射機(jī)2輸入端的信號(hào)的一個(gè)拷貝。
圖2中，說(shuō)明了在這里使用現(xiàn)有技術(shù)的擴(kuò)展碼的情況下接收機(jī)28的輸入信號(hào)的三個(gè)分量52、54和56?，F(xiàn)在的擴(kuò)展碼比如可以是一個(gè)最大長(zhǎng)度LSFR碼，這種碼可以通過(guò)采用帶有合適的反饋網(wǎng)絡(luò)的移位寄存器而得到。這些分量52、54和56是經(jīng)由具有不同信號(hào)時(shí)延值的不同傳輸路徑而接收到的?，F(xiàn)有技術(shù)的瑞克接收機(jī)中，接收信號(hào)在瑞克接收機(jī)41的四個(gè)分支的三個(gè)中與解擴(kuò)碼字相乘。這樣，解擴(kuò)碼字就等于擴(kuò)展碼字“+1，+1，+1，-1，+1，-1，-1”。
第一個(gè)分支38中的解擴(kuò)碼字的序列對(duì)應(yīng)于分量52中的非陰影部分。第二個(gè)分支40中的解擴(kuò)碼字的序列對(duì)應(yīng)于分量54中的非陰影部分，而第三個(gè)分支42中的解擴(kuò)碼字的序列對(duì)應(yīng)于分量56中的非陰影部分。
第i個(gè)分支的輸出端的信號(hào)Fi可以寫(xiě)為F0＝(7·h0+h2)·b0-(h1+2·h2)·b-1F1＝(7·h1-h0)·b0- h0·b-1-h0·b1(1)F2＝(7·h2+h0)·b0- (h1+2·h0)·b1在(1)中，hi是瑞克接收機(jī)第i個(gè)分支接收到的信號(hào)分量的長(zhǎng)度，bk對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)表示的符號(hào)值，b0是當(dāng)前符號(hào)值，b-1和b1是前一符號(hào)值和下一符號(hào)值。從(1)可以看出，所有三個(gè)分支的輸出信號(hào)中具有不同于當(dāng)前符號(hào)b0的其他符號(hào)(b1，b-1)的成分。這個(gè)(非期望)的成分叫做符號(hào)間干擾。這種符號(hào)間干擾會(huì)導(dǎo)致比特錯(cuò)誤率的上升。
圖3中，說(shuō)明了在使用按照本發(fā)明的擴(kuò)展碼的情況下接收機(jī)28的輸入信號(hào)的三個(gè)分量58、60和62。按照本發(fā)明的擴(kuò)展碼可包括一個(gè)最大長(zhǎng)度LSFR碼以及附加于該LSFR碼上的前置碼。按照?qǐng)D3的舉例，擴(kuò)展碼字為“-1，-1，+1，+1，+1，-1，+1，-1，-1”，這包含了基本碼字“+1，+1，+1，-1，+1，-1，-1”，以及前置碼“-1，-1”。這一前置碼包含了基本碼字的最后部分的倒序排列。這些分量58、60和62是經(jīng)由具有不同信號(hào)時(shí)延值的不同傳輸路徑而接收到的。按照本發(fā)明的瑞克接收機(jī)中，接收信號(hào)在瑞克接收機(jī)41的四個(gè)分支的三個(gè)中與解擴(kuò)碼字相乘。這樣，解擴(kuò)碼字就對(duì)應(yīng)于基本碼字“+1，+1，+1，-1，+1，-1，-1”。
第一個(gè)分支38中的解擴(kuò)碼字的序列對(duì)應(yīng)于分量58中的非陰影部分的最后七個(gè)符號(hào)。第二個(gè)分支40中的解擴(kuò)碼字的序列對(duì)應(yīng)于分量60中的非陰影部分的最后七個(gè)符號(hào)，而第三個(gè)分支42中的解擴(kuò)碼字的序列對(duì)應(yīng)于分量62中的非陰影部分的最后七個(gè)符號(hào)。
第i個(gè)分支的輸出端的信號(hào)Fi可以寫(xiě)為F0＝(7·h0-h1-h2)·b0F1＝(7·h1-h0-h2)·b0(2)F2＝(7·h2-h0-h1)·b0從(2)可看出輸出信號(hào)F0、F1和F2都不再包含符號(hào)間干擾。這就將導(dǎo)致高信噪比下符號(hào)錯(cuò)誤率的下降。
圖4說(shuō)明了比特錯(cuò)誤率與信噪比間的函數(shù)關(guān)系，其中信噪比定義為每個(gè)比特能量Eb與噪聲的頻譜密度的比值。這些函數(shù)的計(jì)算是對(duì)長(zhǎng)度為15個(gè)符號(hào)的基本擴(kuò)展序列進(jìn)行的。假定時(shí)延分布E[h·h*]用1，0.5，2.5來(lái)代表。
曲線64表示了未采用擴(kuò)展的窄帶系統(tǒng)的比特錯(cuò)誤率。曲線66表示了按現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)的比特錯(cuò)誤率。從圖3可見(jiàn)，對(duì)于所有信噪比，按現(xiàn)有技術(shù)的擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)有較好的性能。然而也可以看出，按現(xiàn)有技術(shù)的擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)的比特錯(cuò)誤率具有大約為5·10-4的比特錯(cuò)誤底限值。曲線68表示了按照本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的比特錯(cuò)誤率。從曲線68可看出，高信噪比情況下，按照本發(fā)明的系統(tǒng)在信噪比達(dá)到15dB以上時(shí)比特錯(cuò)誤率基本上比較低，信噪比低于15dB時(shí)略高?？梢韵氲剑辉谛旁氡雀哂谝粋€(gè)特定的門(mén)限值時(shí)才使用本發(fā)明的前綴。
權(quán)利要求
1.一種擴(kuò)展頻譜傳輸系統(tǒng)，包含帶有擴(kuò)展裝置的發(fā)射機(jī)，該擴(kuò)展裝置用于按一種擴(kuò)展碼字由數(shù)字源信號(hào)得到已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)，發(fā)射機(jī)包含用于經(jīng)由傳輸媒介將已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)發(fā)送到接收機(jī)的發(fā)射裝置；傳輸系統(tǒng)也包含帶有接收裝置的接收機(jī)，該接收裝置用于從傳輸媒介接收已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)，接收機(jī)還包含用于從已擴(kuò)數(shù)字輸入信號(hào)得到數(shù)字輸入信號(hào)的一個(gè)拷貝的解擴(kuò)裝置，其特征在于，解擴(kuò)裝置被配置成使用比擴(kuò)展碼字短的解擴(kuò)碼字來(lái)解擴(kuò)已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)。
2.權(quán)利要求1的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，擴(kuò)展碼字包括解擴(kuò)碼字和多個(gè)前置碼符號(hào)。
3.權(quán)利要求2的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，擴(kuò)展碼字的前置碼包含解擴(kuò)碼字的一部分。
4.一種帶有擴(kuò)展裝置的發(fā)射機(jī)，該擴(kuò)展裝置用于按一種擴(kuò)展碼字由數(shù)字源信號(hào)得到已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)，該發(fā)射機(jī)包含用于發(fā)送已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)的發(fā)射裝置，其特征在于，擴(kuò)展碼字包括基本擴(kuò)展碼字和多個(gè)前置碼符號(hào)。
5.權(quán)利要求4的發(fā)射機(jī)，其特征在于，擴(kuò)展碼字的前置碼包含基本擴(kuò)展碼字的一部分。
6.一種帶有接收裝置的接收機(jī)，該接收裝置用于接收按擴(kuò)展碼字?jǐn)U展的已擴(kuò)數(shù)字源信號(hào)，接收機(jī)還包含用于從已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)得到數(shù)字源輸入信號(hào)的解擴(kuò)裝置，其特征在于，解擴(kuò)裝置被配置成使用比擴(kuò)展碼字短的解擴(kuò)碼字來(lái)解擴(kuò)已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)。
7.權(quán)利要求6的接收機(jī)，其特征在于，擴(kuò)展碼字包括解擴(kuò)碼字和多個(gè)前置碼符號(hào)。
8.權(quán)利要求7的接收機(jī)，其特征在于，擴(kuò)展碼字的前置碼包含解擴(kuò)碼字的一部分。
9.一種用于按照擴(kuò)展碼字由數(shù)字源信號(hào)得到已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)的擴(kuò)展裝置，其特征在于，擴(kuò)展碼字包括基本擴(kuò)展碼字和多個(gè)前置碼符號(hào)。
10.一種用于從按擴(kuò)展碼字?jǐn)U展的已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)得到數(shù)字源輸入信號(hào)的解擴(kuò)裝置，其特征在于，解擴(kuò)裝置被配置成使用比擴(kuò)展碼字短的解擴(kuò)碼字來(lái)解擴(kuò)已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)。
11.一種通信方法，包含按擴(kuò)展碼字由數(shù)字源信號(hào)得到已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)，經(jīng)由傳輸媒介傳輸已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)，該傳輸方法還包含從傳輸媒介接收已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)，由已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)得到數(shù)字輸入信號(hào)的一個(gè)拷貝，其特征在于，該通信方法包含使用比擴(kuò)展碼字短的解擴(kuò)碼字來(lái)解擴(kuò)已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)。
12.一種傳輸方法，包含按擴(kuò)展碼字由數(shù)字源信號(hào)得到已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)，傳輸已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)，其特征在于，該擴(kuò)展碼字包括基本擴(kuò)展碼字和多個(gè)前置碼符號(hào)。
13.一種接收方法，包含接收按擴(kuò)展碼字?jǐn)U展的已擴(kuò)數(shù)字源信號(hào)，用于由已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)得到數(shù)字源輸入信號(hào)的解擴(kuò)裝置，其特征在于，該解擴(kuò)裝置被配置成使用比擴(kuò)展碼字短的解擴(kuò)碼字來(lái)解擴(kuò)已擴(kuò)數(shù)字信號(hào)。
全文摘要
擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)中,發(fā)射機(jī)使用擴(kuò)展碼字由信源符號(hào)來(lái)得到已擴(kuò)數(shù)字符號(hào)。這些已擴(kuò)數(shù)字符號(hào)被發(fā)送到接收機(jī),接收機(jī)使用解擴(kuò)裝置獲得原始發(fā)送信源符號(hào)。擴(kuò)展頻譜傳輸系統(tǒng)存在一個(gè)問(wèn)題,即由于多徑傳輸而造成所謂的符號(hào)間干擾。這種符號(hào)間干擾會(huì)導(dǎo)致比特錯(cuò)誤率的上升。本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)建議使用比擴(kuò)展碼字短的解擴(kuò)碼字,這樣,在由帶有解擴(kuò)碼字的不同符號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)之間不會(huì)發(fā)生重疊。優(yōu)選地,擴(kuò)展碼字包含解擴(kuò)碼字和前置碼的級(jí)聯(lián)。這種前置碼可以是解擴(kuò)碼字一部分的循環(huán)排列。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1337097SQ00802676
公開(kāi)日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2000年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月10日
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