專利名稱：無線通信系統(tǒng)中的反向鏈路相關(guān)濾波器的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求申請(qǐng)?zhí)枮?0/184,364，名稱為“無線通信系統(tǒng)中反向鏈路相關(guān)濾波器”，于2000年2月23日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。相關(guān)申請(qǐng)還有共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?9/497,440，于2000年2月3日提交，名稱為“無線通信系統(tǒng)中導(dǎo)頻符號(hào)輔助調(diào)制和解調(diào)”。
一個(gè)典型CDMA無線系統(tǒng)包括多個(gè)數(shù)據(jù)信道，例如接入信道和業(yè)務(wù)信道(更多的信道取決于CDMA系統(tǒng)的設(shè)計(jì))。在反向鏈路中，業(yè)務(wù)信道用于傳送用戶數(shù)據(jù)和話音，還有信令消息。接入信道由移動(dòng)臺(tái)(MS)使用，例如手機(jī)，當(dāng)MS沒有被分配業(yè)務(wù)信道時(shí)，用于和基站(BS)交換控制信息。尤其是，MS使用接入信道發(fā)起呼叫并響應(yīng)尋呼和指令。CDMA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信道具有不同的功能和數(shù)據(jù)速率。設(shè)計(jì)為在不同信道傳輸數(shù)據(jù)的MS中的接收機(jī)需要各種類型的相關(guān)濾波器(CF)和用于不同數(shù)據(jù)速率的數(shù)字信號(hào)處理(DSP)結(jié)構(gòu)。該要求增加了復(fù)雜性和接收機(jī)的設(shè)計(jì)成本。
所以，總體上需要一種無線系統(tǒng)具有靈活、不復(fù)雜的接收機(jī)設(shè)計(jì)。無線系統(tǒng)尤其要在接收機(jī)中提供單一相關(guān)濾波器(CF)，可用來接收所有數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)。接收機(jī)設(shè)計(jì)還需要有一個(gè)相關(guān)濾波器，用于所有數(shù)據(jù)信道并且可DSP編程，以提高系統(tǒng)的靈活性。
根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例，在CDMA無線系統(tǒng)中只用一個(gè)普通相關(guān)濾波器(CF)設(shè)計(jì)。在該無線系統(tǒng)中提供不同數(shù)據(jù)速率的多個(gè)信道。在該無線系統(tǒng)中提供的信道包括接入信道、維護(hù)信道和業(yè)務(wù)信道，在業(yè)務(wù)信道中信息(例如導(dǎo)頻或數(shù)據(jù)符號(hào)或兩者兼而有之)按照一級(jí)(基本解擴(kuò)速率)、二級(jí)和三級(jí)速率發(fā)送。發(fā)送信息的數(shù)據(jù)速率可通過外部可編程處理器編程。用戶唯一代碼，比如PN碼(或正交碼，Walsh碼)，被加到在無線系統(tǒng)信道中發(fā)送的信息中。信息被QPSK調(diào)制并在任何一個(gè)信道以任何速率發(fā)送。所發(fā)送信息在無線系統(tǒng)相關(guān)濾波器(CF)中使用時(shí)間復(fù)用按基本解擴(kuò)率(即一級(jí)速率)相關(guān)。基本解擴(kuò)率可以是每符號(hào)4個(gè)或8個(gè)碼片。再將已相關(guān)信息解復(fù)用和QPSK解調(diào)。根據(jù)需要，解調(diào)信息按一級(jí)數(shù)率(基本解擴(kuò)率)的適當(dāng)整數(shù)倍累加以獲得二級(jí)和三級(jí)速率。一個(gè)或多個(gè)信號(hào)分量(按接收功率、信噪比或多徑寬度)在一個(gè)窗口或時(shí)間周期內(nèi)被選擇，以便優(yōu)化信息恢復(fù)。選擇步驟還可根據(jù)預(yù)編程的時(shí)間校準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)。此外，可提供和合成來自解調(diào)信息的三路輸出用于時(shí)間分集。空間分集通過在無線系統(tǒng)的多個(gè)接收機(jī)中設(shè)計(jì)一個(gè)普通相關(guān)濾波器來獲得。根據(jù)本發(fā)明，所有的處理步驟用一個(gè)普通相關(guān)濾波器(CF)就可方便地完成，不用額外的相關(guān)器或相關(guān)濾波器來處理接收的具有多速率的信息。
優(yōu)選實(shí)施例詳述見

圖1，根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射機(jī)10和接收機(jī)20通過一個(gè)典型的無線系統(tǒng)中的反向鏈路通信。圖1中，發(fā)射機(jī)10，Tx1，是移動(dòng)臺(tái)(MS)或移動(dòng)蜂窩電話的一部分，與接收機(jī)20，Rx 2通信，后者是基站(BS)的一部分。數(shù)字信息在發(fā)射機(jī)10按基本速率編碼或擴(kuò)頻為發(fā)送速率(或碼片速率)。用戶唯一數(shù)字碼(簽名或擴(kuò)頻順序)被加到發(fā)送的數(shù)字信息，這增加了帶寬。數(shù)字碼的應(yīng)用，比如偽隨機(jī)噪聲(PN)碼，主要包括帶有PN碼(或正交碼，Walsh碼)的發(fā)送數(shù)字信息的相乘或邏輯XOR(異或)運(yùn)算。生成的發(fā)送數(shù)據(jù)序列或碼片再在發(fā)射機(jī)10進(jìn)行QPSK調(diào)制以產(chǎn)生輸出信號(hào)。該輸出信號(hào)加到其他類似處理的輸出信號(hào)用來通過通信媒介多信道傳送給接收機(jī)20。多用戶輸出信號(hào)方便地共享一個(gè)傳輸通信頻率，多個(gè)信號(hào)在頻域和時(shí)域上好像互相疊加。由于使用的數(shù)字碼是正交的且是用戶唯一的，每個(gè)通過共享通信頻率發(fā)送的輸出信號(hào)類似地唯一，并能夠在接收機(jī)20處通過相應(yīng)的處理方法相互區(qū)分。
接收機(jī)20包括相關(guān)濾波器CF 3，由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA 5和數(shù)字信號(hào)處理器DSP 4構(gòu)成。接收機(jī)20中，接收信號(hào)被QPSK解調(diào)，并且合適的有用用戶數(shù)字碼被施加(即乘以)到信號(hào)來解擴(kuò)并從所需發(fā)送信號(hào)中去掉編碼，并恢復(fù)為基本速率。當(dāng)使用數(shù)字碼(即PN碼，正交碼，或Walsh碼)到其它發(fā)送和接收信號(hào)時(shí)，這些信號(hào)保持其碼片速率不解擴(kuò)。
該解擴(kuò)運(yùn)算主要包括將接收信號(hào)與合適的數(shù)字碼比較進(jìn)行相關(guān)處理。與QPSK一致，發(fā)送數(shù)據(jù)流或碼片包括同相分量(I)和階段正交分量(Q)，是復(fù)信號(hào)的實(shí)部和虛部。解擴(kuò)通過接收機(jī)20將接收復(fù)信號(hào)的I/Q分量與相應(yīng)的數(shù)字碼或信號(hào)流相關(guān)運(yùn)算。這使用無線系統(tǒng)信道中為所有速率設(shè)計(jì)的一個(gè)相關(guān)濾波器(例如CF 3)來完成。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，典型的無線系統(tǒng)在反向鏈路提供一個(gè)接入信道11，一個(gè)維護(hù)信道12和一個(gè)業(yè)務(wù)信道13。相關(guān)濾波器CF 3為DSP可編程(即由DSP 4控制)，并能設(shè)置運(yùn)行在信道11，12和13三個(gè)中任何一個(gè)信道接收數(shù)據(jù)需要的數(shù)字信號(hào)處理，并按所有用戶速率。在相關(guān)濾波器CF 3和數(shù)字信號(hào)處理器4處理后，恢復(fù)來自發(fā)射機(jī)10的原始數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例將在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖2描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在接入，維護(hù)和業(yè)務(wù)信道發(fā)送的數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)幀結(jié)構(gòu)。
在該特殊實(shí)施例中，當(dāng)未分配任何業(yè)務(wù)信道時(shí)，接收機(jī)20使用接入信道(例如圖1接入信道11)和發(fā)射機(jī)10通信。該接入信道提供用戶一個(gè)共享數(shù)據(jù)信道用于請(qǐng)求接入CDMA系統(tǒng)。該維護(hù)信道(即圖1維護(hù)信道12)保持發(fā)射機(jī)的時(shí)鐘，而接收機(jī)在反向鏈路使用多個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，在維護(hù)信道不發(fā)送任何數(shù)據(jù)信號(hào)。該維護(hù)信道提供用戶在非激活期與CDMA系統(tǒng)保持同步的功能。來自發(fā)射機(jī)的用戶數(shù)據(jù)和信令消息(即導(dǎo)頻符號(hào))在業(yè)務(wù)信道(例如圖1業(yè)務(wù)信道13)發(fā)送到接收機(jī)Rx 2。
根據(jù)本發(fā)明該無線系統(tǒng)提供三級(jí)數(shù)率，即一級(jí)(基本解擴(kuò)率)，二級(jí)和三級(jí)，用在信道(接入信道11，維護(hù)信道12和業(yè)務(wù)信道13)中。按一級(jí)，該發(fā)射機(jī)每符號(hào)發(fā)送8個(gè)碼片到接收機(jī)。按二級(jí)，該發(fā)射機(jī)在反向鏈路每符號(hào)發(fā)送32碼片到接收機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射機(jī)按三級(jí)在典型無線系統(tǒng)反向鏈路中每符號(hào)發(fā)送128個(gè)碼片。在接入、維護(hù)和業(yè)務(wù)信道發(fā)的數(shù)據(jù)在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。
當(dāng)使用接入信道在反向鏈路中發(fā)送一幀數(shù)據(jù)和/或?qū)ьl符號(hào)，該幀包括一個(gè)報(bào)頭，后面是數(shù)據(jù)，另一個(gè)報(bào)頭和數(shù)據(jù)(圖2)。該幀使用現(xiàn)有技術(shù)的QPSK(正交相移鍵控)調(diào)制，并使用唯一數(shù)字碼來信道化(擴(kuò)頻)，比如也現(xiàn)有技術(shù)的偽隨機(jī)噪聲(PN)碼。
當(dāng)在接入信道中發(fā)送調(diào)制幀時(shí)，對(duì)接入信道提供三種接入運(yùn)算模式，即報(bào)頭模式，導(dǎo)頻模式和數(shù)據(jù)模式。一個(gè)PN的初相標(biāo)志一幀結(jié)束和另外一幀開始。接入信道中一幀的報(bào)頭包括按二級(jí)速率(即該幀中每符號(hào)32碼片)發(fā)送的多個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)。在報(bào)頭模式下，只發(fā)送導(dǎo)頻符號(hào)而不發(fā)送任何數(shù)據(jù)符號(hào)。
該幀中報(bào)頭后的數(shù)據(jù)在接入信道中發(fā)送，包括多個(gè)按二級(jí)速率即每符號(hào)32個(gè)碼片)交織的數(shù)據(jù)信號(hào)和導(dǎo)頻符號(hào)。DSP 4中的模式控制器控制接入信道的操作模式和報(bào)頭，導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)模式間的切換。
當(dāng)在維護(hù)信道發(fā)送一幀時(shí)，該幀包括表示為P1，P2，P3，...，P128的多用戶信息，但不包括任何每用戶兩個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)時(shí)分復(fù)用(TDM)的數(shù)據(jù)。速率為三級(jí)每符號(hào)有128碼片(圖2)。維護(hù)信道中只提供一種操作模式，即導(dǎo)頻模式。
當(dāng)在反向鏈路業(yè)務(wù)信道中發(fā)送一幀時(shí)，提供兩種發(fā)送模式，即導(dǎo)頻模式和數(shù)據(jù)模式。一幀包括導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)信號(hào)，這里導(dǎo)頻符號(hào)置于數(shù)據(jù)符號(hào)周期間隔中。該數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號(hào)可按任何數(shù)率發(fā)送；按一級(jí)速率(即每符號(hào)8個(gè)碼片)，二級(jí)速率(每符號(hào)32個(gè)碼片)和三級(jí)(每符號(hào)128個(gè)碼片)。該數(shù)據(jù)信號(hào)和導(dǎo)頻符號(hào)率同樣速率發(fā)送。類似地，DSP 4中一個(gè)模式控制器控制業(yè)務(wù)信道的操作模式和導(dǎo)頻模式與數(shù)據(jù)模式的切換。
圖3描述具有現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA 5)并根據(jù)本發(fā)明數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)4控制的接收機(jī)。該FPGA 5包括一個(gè)FPGA導(dǎo)頻后期處理器33，一個(gè)FPGA數(shù)據(jù)后期處理器35，偽隨機(jī)噪聲(PN)碼發(fā)生器46和一個(gè)有CF核心31的相關(guān)濾波器CF 3。該帶有相關(guān)濾波器CF 3的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA 5，和數(shù)字信號(hào)處理器DSP 4包括在接收機(jī)20中，用來恢復(fù)發(fā)射機(jī)10發(fā)送的原始數(shù)據(jù)。該CF核心31用于在三個(gè)信道(接入，維護(hù)和業(yè)務(wù))11，12和13中接收數(shù)據(jù)的解擴(kuò)。該數(shù)字信號(hào)處理器DSP 4用于控制和后期處理現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA 5的輸出。
DSP 4包括一個(gè)模式控制器41，指示信道選擇(從接入，維護(hù)和業(yè)務(wù)信道)用來發(fā)送數(shù)據(jù)和/或?qū)ьl符號(hào)。DSP 4還包括一個(gè)導(dǎo)頻DSP后期處理器34和一個(gè)DSP數(shù)據(jù)后期處理器36，提供在接收機(jī)20接收的多徑導(dǎo)頻符號(hào)輔助QPSK解調(diào)。導(dǎo)頻符號(hào)輔助解調(diào)在共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)為09/497,440中描述，名稱為＂無線通信系統(tǒng)中導(dǎo)頻符號(hào)輔助調(diào)制和解調(diào)＂，這里引為參考。
圖4描述一個(gè)典型的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)5，具有相關(guān)濾波器(CF)核心31，用于根據(jù)本發(fā)明無線系統(tǒng)中的所有信道。該CF核心根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行8碼片和64相關(guān)延遲的復(fù)雜相關(guān)，而當(dāng)64相關(guān)延遲處理時(shí)，不允許有任何數(shù)據(jù)損失。一個(gè)相關(guān)延遲是一個(gè)時(shí)間瞬時(shí)值，PN碼(或正交碼，Walsh碼)保持恒定，使得在接收機(jī)20接收的數(shù)據(jù)是基于PN碼(或正交碼，Walsh碼)相關(guān)并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的輸出。相關(guān)延遲獨(dú)立于信道類型和速率計(jì)算。這可用一個(gè)允許多個(gè)8碼片相關(guān)與相同引擎相關(guān)運(yùn)算的單時(shí)間復(fù)用8碼片相關(guān)器引擎(即CF核心31)方便地獲得。此外，本發(fā)明方便地提供能力產(chǎn)生8碼片相關(guān)的整數(shù)倍(例如32或128個(gè)碼片s)用于更大相關(guān)長(zhǎng)度。根據(jù)本發(fā)明CF核心的操作下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖4所示，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列5包括一個(gè)有CF核心31的相關(guān)濾波器CF 3，一個(gè)有相關(guān)器模式緩存401～408的PN(偽隨機(jī)噪聲)碼發(fā)生器46，一個(gè)復(fù)用器(MUX)44，一個(gè)窗口處理器43，一個(gè)解復(fù)用器(DEMUX)45，和符號(hào)處理器411～418。CF核心31(參見圖5有更詳細(xì)的描述)為一個(gè)相關(guān)引擎，為單8碼片相關(guān)模塊，提供所有信道(即接入，維護(hù)和業(yè)務(wù)信道11，12和13)的解擴(kuò)。CF核心31為基本相關(guān)引擎，可用于得到任何x-碼片相關(guān)，x為8的因子，為從發(fā)射機(jī)10接收的數(shù)據(jù)和/或?qū)ьl符號(hào)的QPSK調(diào)制幀的因子。
接收機(jī)20(Rx 2)中的PN碼發(fā)生器46產(chǎn)生發(fā)射機(jī)10(Tx1)使用的PN碼(或正交碼，Walsh碼)的本地PN引用。PN碼發(fā)生器46為DSP可編程并由DSP 4(圖3)控制來產(chǎn)生適當(dāng)?shù)腜N碼階段。每個(gè)用戶使用的PN碼(或正交碼，Walsh碼)階段在發(fā)射機(jī)-接收機(jī)建立連接期間建立，并保持固定使用戶持續(xù)呼叫，即在連接到無線系統(tǒng)時(shí)間。
來自PN碼發(fā)生器46的PN碼階段用于各個(gè)相關(guān)器模式401～408。該輸出或相關(guān)器模式為可選，例如通過MUX 44在CF核心31持續(xù)處理。每個(gè)相關(guān)器模式長(zhǎng)度為8個(gè)碼片。具體地說，該MUX 44調(diào)用8個(gè)碼片到緩存中，碼片來自一個(gè)相關(guān)器模式的PN碼(或正交碼，Walsh碼)的PN引用數(shù)據(jù)，使得時(shí)間復(fù)用CF核心31在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間能夠使用PN引用。PN碼(各自來自相關(guān)器模式401～408)的8個(gè)碼片保持在緩存中達(dá)64個(gè)碼片周期，并用于解擴(kuò)從發(fā)射機(jī)10接收的數(shù)據(jù)。CF核心31在通過PN引用時(shí)為從MUX 44接收的波形每個(gè)移位產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)值。時(shí)間復(fù)用CF核心31允許用單一相關(guān)引擎產(chǎn)生多個(gè)相關(guān)延遲。
假設(shè)從發(fā)射機(jī)10接收的調(diào)制幀被以四倍于一般系統(tǒng)設(shè)置取樣率過采樣，256相關(guān)延遲被提供在64碼片周期。此外，時(shí)間復(fù)用允許單一8碼片相關(guān)器引擎(例如CF核心31)提供多個(gè)相關(guān)延遲而無數(shù)據(jù)損失。將該過程重復(fù)用于PN碼(或正交碼，Walsh碼)的后8個(gè)碼片。
相關(guān)核心31運(yùn)行復(fù)相關(guān)。即每個(gè)CF核心31輸出四個(gè)實(shí)相關(guān)值其中一個(gè)值。相關(guān)值為8碼片復(fù)相關(guān)的結(jié)果，8碼片在相關(guān)引擎中分解為四個(gè)實(shí)8碼片相關(guān)。四個(gè)實(shí)相關(guān)的結(jié)果代表復(fù)數(shù)相乘中四個(gè)實(shí)乘法，如下公式(a+jb)*(c+jd)＝ac-bd+jbc+jad (等式1)其中ac＝II，bd＝QQ，be＝QI和ad＝IQ
8碼片復(fù)相關(guān)對(duì)應(yīng)于最小的解擴(kuò)因子，用在根據(jù)本發(fā)明的無線系統(tǒng)中，這里對(duì)于一級(jí)速率(基本解擴(kuò)率)為8個(gè)碼片。無線系統(tǒng)中所有其他的速率是8的倍數(shù)，所以可通過多個(gè)8碼片相關(guān)輸出的相加來產(chǎn)生。如果相關(guān)延遲的數(shù)量大于8個(gè)碼片(即PN碼(或正交碼，Walsh碼)保持為多于8個(gè)碼片的常數(shù))，后面8碼片時(shí)間周期將已通過而對(duì)后面的數(shù)據(jù)不能進(jìn)行正確的相關(guān)運(yùn)算。所以需要不止一個(gè)模式，而且相關(guān)器的數(shù)量取決于需要的相關(guān)延遲數(shù)。
圖5為時(shí)鐘圖，描述典型的時(shí)間復(fù)用，8碼片用一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的偽隨機(jī)噪聲(PN)碼復(fù)相關(guān)。由于無線系統(tǒng)中根據(jù)本發(fā)明相關(guān)延遲的數(shù)量確定為64個(gè)碼片，提供方法用于與時(shí)間移位并發(fā)的相關(guān)運(yùn)算，正確地與后面56碼片相關(guān)。所以，8碼片時(shí)間復(fù)用相關(guān)在時(shí)間上按8個(gè)碼片交叉排列。即對(duì)于每8個(gè)碼片，當(dāng)前面的相關(guān)還在運(yùn)行時(shí)，新的相關(guān)就開始了。所以，如果在CF核心31中的8碼片復(fù)相關(guān)輸出有64相關(guān)延遲，就處理8個(gè)不同的8碼片相關(guān)器模式(例如圖4401～408)，8個(gè)碼片每個(gè)間隔使得沒有任何數(shù)據(jù)丟失，如圖5所示。相關(guān)器模式(例如相關(guān)階段1～8)的8個(gè)階段中每一個(gè)階段移位8個(gè)碼片，在圖5中用負(fù)載信號(hào)LD表示。一旦調(diào)用PN碼(例如來自PN碼發(fā)生器46)的8個(gè)碼片，相關(guān)器模式的每個(gè)階段生成相關(guān)延遲的64個(gè)碼片，用于在圖5中顯示為ST的8PN碼片存儲(chǔ)運(yùn)算。為避免丟失后面56個(gè)數(shù)據(jù)碼片，7個(gè)相關(guān)器模式的其他階段提供PN碼的后面56碼片，以及64個(gè)碼片用于計(jì)算PN碼的8個(gè)碼片的相關(guān)延遲。在每個(gè)相關(guān)器階段(例如相關(guān)階段1～8)，CF核心31產(chǎn)生相關(guān)延遲一級(jí)符號(hào)。有效數(shù)據(jù)64相關(guān)延遲的每個(gè)階段時(shí)間移位，示于圖5，例如階段1所有可能有用數(shù)據(jù)，階段2所有可能有用數(shù)據(jù)。8碼片時(shí)間復(fù)用相關(guān)引擎(例如CF核心31)生成4個(gè)實(shí)分量或一個(gè)一級(jí)符號(hào)的復(fù)相關(guān)，每個(gè)有相關(guān)延遲的64個(gè)碼片。CF核心31時(shí)間復(fù)用周期長(zhǎng)度為8信號(hào)，這里一級(jí)數(shù)據(jù)8信號(hào)在每個(gè)周期生成。
圖4中的窗口處理器43，解復(fù)用器(DEMUX)45和符號(hào)處理器411～418一起用QPSK解調(diào)從發(fā)射機(jī)10接收的數(shù)據(jù)。這里描述一個(gè)典型的QPSK解調(diào)，參見共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?9/497,440申請(qǐng)，提交日期為2000年2月3日，名稱為“無線通信系統(tǒng)中導(dǎo)頻符號(hào)輔助調(diào)制和解調(diào)”。窗口處理器43根據(jù)從導(dǎo)頻后期處理的信道評(píng)估對(duì)接收信號(hào)相位解調(diào)(圖3)。另外，窗口處理器43將對(duì)應(yīng)于每個(gè)來自CF核心一級(jí)符號(hào)的相關(guān)值運(yùn)行復(fù)數(shù)相乘，并輸出用于估計(jì)信道的導(dǎo)頻后期處理器信號(hào)。
DEMUX 45帶有時(shí)間復(fù)用CF核心31和窗口處理器43的輸出，生成每個(gè)一級(jí)符號(hào)相關(guān)延遲的64個(gè)碼片，并路由到其相應(yīng)的符號(hào)處理器(411～418)。8個(gè)符號(hào)處理器(411～418)，一個(gè)用于在8碼片復(fù)相關(guān)的8個(gè)階段中由CF核心31生成的一級(jí)符號(hào)。符號(hào)處理器(411～418)由DSP 4編程從窗口處理器43輸出選擇適當(dāng)?shù)亩鄰健７?hào)處理器獲得與達(dá)三個(gè)多徑關(guān)聯(lián)的相關(guān)延遲的DSP可編程數(shù)，并相加相關(guān)延遲形成三路輸出(圖3和4)。從符號(hào)處理器的輸出總是按一級(jí)速率(基本解擴(kuò)率)，從中DSP 4能夠累加該輸出來獲得二級(jí)和三級(jí)速率。另外，對(duì)于二級(jí)速率(32碼片)，四路輸出從符號(hào)處理器按一級(jí)速率(為基本解擴(kuò)率)相加。對(duì)于三級(jí)速率(128個(gè)碼片)，16路輸出從符號(hào)處理器按一級(jí)速率相加。
圖6描述根據(jù)本發(fā)明無線系統(tǒng)所有信道的導(dǎo)頻后期處理，即接入信道，業(yè)務(wù)信道和維護(hù)信道。在每個(gè)三種信道類型中，一部分發(fā)送信息包括導(dǎo)頻符號(hào)。導(dǎo)頻符號(hào)為恒定值，是接收機(jī)20用來評(píng)估每個(gè)接收多徑信道條件。在DSP 4(圖3)的模式控制器41指示導(dǎo)頻在接入，業(yè)務(wù)或維護(hù)信道處理，導(dǎo)頻后期處理器33在接收機(jī)20(Rx 2)FPGA 5開始處理在信道中發(fā)送的導(dǎo)頻符號(hào)。兩個(gè)累加濾波器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(AFRAM)61和63(顯示在圖6)具有的單極點(diǎn)無限沖擊響應(yīng)(IIR)濾波器在導(dǎo)頻后期處理33中提供，用于在發(fā)送信道的導(dǎo)頻符號(hào)整合。根據(jù)其中的導(dǎo)頻符號(hào)和IIR濾波器，得到信道評(píng)估來完成導(dǎo)頻符號(hào)輔助QPSK解調(diào)。每個(gè)AFRAM按4采樣/碼片包括IIR濾波器導(dǎo)頻符號(hào)64相關(guān)延遲。這樣允許接收機(jī)20有64個(gè)碼片的延遲擴(kuò)頻范圍，來按一個(gè)碼片時(shí)間分辨率搜索接收的多徑。
AFRAM 61(以及類似地，AFRAM 63)可作為單極點(diǎn)IIR濾波器，系數(shù)為α和β。現(xiàn)有技術(shù)的IIR濾波器為數(shù)字濾波器，按遞歸方式線性地處理采樣數(shù)據(jù)。即IIR濾波器連續(xù)采樣數(shù)據(jù)信號(hào)按固定周期線性地處理和轉(zhuǎn)換采樣。單極點(diǎn)IIR濾波器有兩種系數(shù)，α和β，控制AFRAM的功能。系數(shù)(α和β)為DSP可編程并由DSP 4控制。根據(jù)選擇的系數(shù)，A FRAM(61或63)能服務(wù)三種功能，即存儲(chǔ)(或尤其涉及，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或RAM)，累加和濾波。作為RAM，AFRAM對(duì)一級(jí)導(dǎo)頻符號(hào)存儲(chǔ)256相關(guān)延遲數(shù)據(jù)。作為累加器，AFRAM累加多個(gè)一級(jí)導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生二級(jí)或三級(jí)數(shù)據(jù)。作為濾波器，AFRAM為單極點(diǎn)IIR濾波器，當(dāng)信道有噪聲和干擾時(shí)，濾波數(shù)據(jù)按一級(jí)，2或3速率估算導(dǎo)頻符號(hào)。當(dāng)IIR濾波器β系數(shù)等于0，IIR濾波器不回饋，即不濾波，而AFRAM 61(類似地AFRAM 63)作為采樣RAM(圖6)存儲(chǔ)來自加法器621(或AFRAM 63的加法器623)的輸入。如果β系數(shù)等于1，AFRAM 61(類似地AFRAM 63)作為簡(jiǎn)單累加器累加來自加法器621(或AFRAM 63的加法器623)的輸入。如果β系數(shù)在0和1之間，AFRAM 61(類似地AFRAM 63)作為濾波器。事實(shí)上通過控制控制系數(shù)(例如通過DSP 4)，AFRAM 61(類似地AFRAM 63)可作為簡(jiǎn)單RAM來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，累加數(shù)據(jù)輸入的累加器，或?yàn)V波數(shù)據(jù)信號(hào)的濾波器。這樣允許系統(tǒng)任何一個(gè)一級(jí)，二級(jí)和級(jí)-3速率處理輸入數(shù)據(jù)，并在DSP 4指定時(shí)間周期整合導(dǎo)頻符號(hào)，即按一級(jí)，二級(jí)或三級(jí)的多個(gè)級(jí)導(dǎo)頻符號(hào)。
圖6還包括MAFRAM 65，是幅度累加過濾隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MAFRAM 65)。MAFRAM 65還包括單極點(diǎn)IIR濾波器，包括IIR濾波導(dǎo)頻符號(hào)的64相關(guān)延遲。類似地AFRAM 61和AFRAM 63，MAFRAM65有系數(shù)α和β，功能像存儲(chǔ)器、累加器和濾波器。系數(shù)為DSP可編程并由DSP 4控制。MAFRAM 65有類似地AFRAM(61或63)的3種功能，但是根據(jù)來自AFRAM的幅度平方數(shù)據(jù)。如同RAM，MAFRAM 65存儲(chǔ)一個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)數(shù)據(jù)的256相關(guān)延遲。
見圖6例子，在維護(hù)信道，導(dǎo)頻符號(hào)僅按三級(jí)速率發(fā)送。TDM維護(hù)信道包括兩個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，每符號(hào)128個(gè)碼片。四個(gè)實(shí)相關(guān)輸出，每個(gè)用戶兩個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的同相階段和正交階段分量(I和Q)分別用AFRAM 61和AFRAM 63存儲(chǔ)，累加和濾波。四個(gè)實(shí)相關(guān)輸出表示為L(zhǎng)rxlref，QrxIref，LrxQref和QrxQref。AFRAM 61和AFRAM 63按三級(jí)速率分別處理兩個(gè)信號(hào)(每符號(hào)128個(gè)碼片)I和Q。另外，由于導(dǎo)頻符號(hào)在維護(hù)信道發(fā)送，速率大于一級(jí)速率(為基本解擴(kuò)速率)，AFRAM 61(類似地AFRAM 63)累加有濾波器的導(dǎo)頻符號(hào)。通過設(shè)置AFRAM 61(類似地A_FRAM 63)的β系數(shù)為1進(jìn)行累加。通過設(shè)置AFRAM 61(類似地AFRAM 63)的恒定β系數(shù)為在0和1值之間來完成濾波。只要處理該幀，AFRAM 61(類似地AFRAM 63)覆蓋以前數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)/累加在維護(hù)信道發(fā)送的下一個(gè)用戶的導(dǎo)頻符號(hào)。
在AFRAM 61和63處理后，濾波I和Q(分別表示為Pcos和Psin)分別在平方器625和627平方。平方AFRAM-濾波I和Q分量，在加法器629相加，并傳送到MAFRAM 65，其輸出為后期處理信號(hào)。
圖6A描述MAFRAM 65恒定系數(shù)設(shè)置，AFRAM 61和63按一、二、三級(jí)速率。導(dǎo)頻符號(hào)(表示為P在數(shù)據(jù)類型列)顯示緊靠數(shù)據(jù)信號(hào)(表示為D)，有相應(yīng)的AFRAM和MAFRAM系數(shù)設(shè)置。α和β系數(shù)設(shè)置直觀地表述AFRAM用做RAM、累加器和濾波器，而MAFRAM僅用做RAM。
圖6B為更詳細(xì)附圖，描述根據(jù)本發(fā)明AFRAM或MAFRAM實(shí)施例，例如圖6AFRAM 61，63或MAFRAM 65，為基本IIR濾波器。將信息輸入乘法器631，再相乘系數(shù)。RAM 635為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)256碼元信息。來自RAM 635的存儲(chǔ)信息在乘法器637相乘β系數(shù)。該數(shù)據(jù)乘以增益系數(shù)α和β，在加法器633相加，然后傳送到RAM 635供存儲(chǔ)和輸出。
參照?qǐng)D6，AFRAM 61，AFRAM 63，MAFRAM 65，和時(shí)間-復(fù)用相關(guān)引擎(例如CF核心31)一起，提供在64碼片窗口搜索導(dǎo)頻符號(hào)能力。導(dǎo)頻符號(hào)搜索為DSP可編程過程，用于在存儲(chǔ)于MAFRAM的接收多徑功率中，搜索一個(gè)或多個(gè)信號(hào)分量(按照接收功率，信噪比或多徑寬度)。還能根據(jù)預(yù)編程時(shí)間校準(zhǔn)完成搜索。將AFRAM濾波的I和Q值平方和相加，用于多徑搜索處理67，來選擇一個(gè)或多個(gè)信號(hào)分量(按照接收功率，信噪比或多徑寬度)，在圖7和7A中描述。還能根據(jù)預(yù)編程時(shí)間完成排列選擇。DSP 4的導(dǎo)頻后期處理器34確定有用的多徑信號(hào)進(jìn)行最大比合并來實(shí)現(xiàn)分集，下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。DSP 4然后將最佳多徑傳送至符號(hào)處理器411～418(圖4)在數(shù)據(jù)后期處理電路35(圖3)供導(dǎo)頻符號(hào)輔助QPSK解調(diào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的恢復(fù)。
圖7描述根據(jù)本發(fā)明多徑功率波形的搜索處理。從64碼片搜索窗口選擇三路峰值1，2和3用于解調(diào)。通過處理連續(xù)通過MAFRAM的數(shù)據(jù)，選擇一個(gè)或多個(gè)信號(hào)分量(根據(jù)接收功率，信噪比或多徑寬度)。還能根據(jù)a預(yù)編程時(shí)間校準(zhǔn)完成選擇步驟。選擇處理允許DSP 4識(shí)別多徑響應(yīng)，用于數(shù)據(jù)信號(hào)的解調(diào)和恢復(fù)。在該選擇過程中，從發(fā)射機(jī)接收數(shù)據(jù)中選擇多徑效應(yīng)中最大的峰值(或最需要的信號(hào)分量)解調(diào)波形，并分配一個(gè)窗口(按照時(shí)間或一個(gè)時(shí)間周期)。再次檢查多徑響應(yīng)，選中最大峰值(峰值1(或最需要的信號(hào)分量))窗口，并選擇第二個(gè)最大的峰值(或第二個(gè)最需要的信號(hào)分量)，分配一個(gè)窗口。再一次檢查多徑響應(yīng)，選中最大的峰值(峰值1(或最需要的信號(hào)分量))和第二個(gè)最大的峰值(峰值2(或第二個(gè)最需要的信號(hào)分量))窗口，并選擇第三個(gè)最大的峰值(峰值3(或第三個(gè)最需要的信號(hào)分量))且分配一個(gè)窗口。該相同過程步驟重復(fù)直到選擇第N個(gè)最需要的信號(hào)分量。完成該選擇過程后，三個(gè)峰值1，2，3(且/或一直到N)提供給數(shù)字信號(hào)處理DSP 4。
圖7A的流程圖描述根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，多徑響應(yīng)峰值的多徑搜索處理。AFRAM-濾波的I和Q平方相加值存儲(chǔ)在MAFRAM 65(圖6)中。存儲(chǔ)在MAFRAM 65的信息用于在64碼片窗口搜索處理多徑，如圖7所示。在圖7A步驟71，最大的峰值(或最需要的信號(hào)分量)按照接收的多徑功率存儲(chǔ)為指標(biāo)(index)1及其幅度存儲(chǔ)為最大功率1。在步驟72，設(shè)置一個(gè)消隱(blank-out)區(qū)1。對(duì)于下一個(gè)多徑響應(yīng)檢查，該消隱區(qū)被忽略。另外，該消隱區(qū)由低限1和高限1定義如下低限1＝指標(biāo)1-窗口 (等式2)高限1＝指標(biāo)1+窗口 (等式3)其中，窗口表示在下一過程不應(yīng)被搜索的多徑響應(yīng)的長(zhǎng)度。在步驟73，多徑響應(yīng)的最大的峰值(或最需要的信號(hào)分量)通過檢測(cè)多徑響應(yīng)來選擇，同時(shí)忽略消隱區(qū)1。有效地，全部多徑響應(yīng)中的第二個(gè)最大的峰值(或第二個(gè)最需要的信號(hào)分量)被選擇，并被存儲(chǔ)為指標(biāo)2，其幅度存儲(chǔ)為最大功率2。在步驟74，另一個(gè)消隱區(qū)2用低限2和高限2定義如下低限2＝指標(biāo)2-窗口 (等式4)高限2＝指標(biāo)2+窗口 (等式5)在步驟75，根據(jù)多徑響應(yīng)接收功率(或信噪比，多徑寬度)，通過檢測(cè)多徑響應(yīng)并忽略消隱區(qū)1和2，選擇最大的峰值(或最需要的信號(hào)分量)。還能根據(jù)預(yù)編程時(shí)間校準(zhǔn)完成該步驟的選擇。有效地，選擇在全部多徑響應(yīng)中的第三個(gè)最大的峰值(或第三個(gè)最需要的信號(hào)分量)，并存儲(chǔ)為指標(biāo)3及其幅度存儲(chǔ)為最大功率3。在步驟76，設(shè)置一個(gè)額外的消隱區(qū)3，具有如下低限3和高限3低限3＝指標(biāo)3-窗口(等式6)高限3＝指標(biāo)3+窗口(等式7)在步驟77，將多徑響應(yīng)的噪聲功率存儲(chǔ)。噪聲功率是所有多徑響應(yīng)中剩余功率之和。特別地，通過相加多徑響應(yīng)在窗口的所有功率成分，獲得噪聲功率，并忽略消隱區(qū)1，2和3。然后將噪聲功率報(bào)告給DSP 4。
在每個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)處理后，多徑響應(yīng)中按照接收功率(或信噪比，多徑寬度)的最大峰值(或最需要的信號(hào)分量)，以及MAFRAM 65的噪聲功率信息可用于DSP 4。有了該信息，DSP 4導(dǎo)頻后期處理器34決定，對(duì)于實(shí)現(xiàn)分集最大比例合并哪個(gè)多徑有用，下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。DSP 4然后傳送最佳的多徑給在數(shù)據(jù)后期處理器35(圖3)中的符號(hào)處理器411～418(圖4)，用于導(dǎo)頻符號(hào)輔助QPSK解調(diào)和數(shù)據(jù)符號(hào)恢復(fù)。
根據(jù)本發(fā)明，圖8描述無線系統(tǒng)信道數(shù)據(jù)后期處理，尤其涉及，在接入信道和業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)后期處理。在接入信道或業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)模式，數(shù)據(jù)信號(hào)然后按為基本解擴(kuò)率的一級(jí)速率處理?；窘鈹U(kuò)率可以是每符號(hào)4或8個(gè)碼片。在維護(hù)信道沒有任何數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送。
當(dāng)DSP 4(圖3)模式控制器41指示接入信道中的數(shù)據(jù)模式，數(shù)據(jù)信號(hào)按照一級(jí)速率處理。四個(gè)PN引用相關(guān)值，即Irxlref，Qrxlref，QrxQref和IrxQrefare分別輸入窗口處理器43(圖8和圖4)，包括乘法器811，812，813和814。窗口處理器43運(yùn)行復(fù)數(shù)解調(diào)或?qū)⒔邮盏南嚓P(guān)值Irxlref，Qrxlref，QrxQref和IrxQref乘以由AFRAM 61，63和導(dǎo)頻后期處理器33估算的導(dǎo)頻符號(hào)。Irxlref和QrxQrefare和相乘theAFRAM濾波器的同相分量I(例如從AFRAM 61輸出的Pcos81)，QrxIref和IrxQref乘以AFRAM濾波的正交分量Q(例如從AFRAM 63輸出的Psin83)。各部分去旋轉(zhuǎn)或相乘后，將結(jié)果在窗口選擇單元801，802，803和804分別輸入，用于基于導(dǎo)頻搜索處理在64碼片窗口的多徑選擇，如同這里和在圖7和7A描述的。該導(dǎo)頻符號(hào)輔助解調(diào)過程生成QPSK輸出，被發(fā)送到QPSK信號(hào)并列模塊。有窗口處理器的門陣列接收相關(guān)濾波器核心的輸出，并生成相位補(bǔ)償輸出，其中使用復(fù)數(shù)乘法器用于每個(gè)8碼片符號(hào)的所有相關(guān)延遲。
因?yàn)橄嚓P(guān)核心的時(shí)間復(fù)用結(jié)構(gòu)，涉及到每個(gè)一級(jí)數(shù)據(jù)信號(hào)相關(guān)值的64個(gè)碼片沒有在適當(dāng)?shù)捻樞?，并要求時(shí)間解復(fù)用產(chǎn)生適當(dāng)排序的數(shù)據(jù)信號(hào)。根據(jù)在電路801，802，803和804的窗口選擇完成后，四個(gè)實(shí)相關(guān)在加法器821和823合成為I和Q，并在DEMUX 45解復(fù)用。
解復(fù)用后，DEMUX 45輸出每個(gè)一級(jí)數(shù)據(jù)符號(hào)的64碼片相關(guān)延遲給電路831和833中相應(yīng)的符號(hào)處理器。有8個(gè)符號(hào)處理器(電路831，833中的411～418)，每一個(gè)對(duì)應(yīng)每個(gè)一級(jí)數(shù)據(jù)符號(hào)，該符號(hào)由CF核心31在8碼片相關(guān)的8個(gè)階段產(chǎn)生，如這里和在圖4和5描述的那樣。一個(gè)單元833中的符號(hào)處理器(411～418)采用DSP可編程數(shù)的相關(guān)延遲，這些延遲對(duì)應(yīng)于三路多徑并相加相關(guān)延遲形成三路輸出。用于所有三路多徑的低指標(biāo)(低限1，2和/或3)和高指標(biāo)(高限1，2和/或3)確定哪個(gè)相關(guān)延遲用來形成三路輸出。DSP 4運(yùn)行進(jìn)一步整合一級(jí)數(shù)據(jù)信號(hào)來提供二級(jí)和三級(jí)數(shù)據(jù)信號(hào)。該過程通過相加四個(gè)一級(jí)數(shù)據(jù)信號(hào)來產(chǎn)生二級(jí)數(shù)據(jù)信號(hào)，和相加16個(gè)一級(jí)數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)三級(jí)數(shù)據(jù)信號(hào)。DSP 4然后將三路輸出合并為單一信號(hào)分集輸出。
還參照?qǐng)D8，DSP 4還提供數(shù)據(jù)信號(hào)(在數(shù)據(jù)后期處理器36)后期處理歸一化符號(hào)處理器輸出，使用絕對(duì)值平方根產(chǎn)生電壓信號(hào)。該歸一化很需要，因?yàn)閺?fù)數(shù)解調(diào)或相乘根據(jù)運(yùn)算接收的信號(hào)功率導(dǎo)頻符號(hào)功率(或信噪比，多徑寬度)。為了根據(jù)三路輸出最大比合并(MRC)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)姆旨喜?，需要?dú)w一化來產(chǎn)生電位信號(hào)。絕對(duì)值(表示接收功率幅度)在電路841和843獲得。而后絕對(duì)值電路841，843的信號(hào)平方根在平方根電路步驟851和853產(chǎn)生。其次，平方根電路851，853的輸出分別在除法器861和除法器863中縮小比例。使用這里描述的MRC，三路輸出在相加電路871和873合成得到每個(gè)I和Q輸出分量。
另外一種分集為空間分集，原理為在發(fā)射機(jī)或接收機(jī)提供多個(gè)天線，發(fā)送相同的數(shù)據(jù)信號(hào)來提供合并或選擇數(shù)據(jù)信號(hào)所需的分集?？臻g分集，通過提供根據(jù)本發(fā)明在每個(gè)天線接收機(jī)無線系統(tǒng)中使用相同的相關(guān)濾波器設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。
圖9流程圖描述根據(jù)本發(fā)明方法空間分集的實(shí)施例。該方法通過在無線CDMA系統(tǒng)使用單一的普通相關(guān)濾波器(CF)來實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)有多個(gè)不同的速率信道，包括接入信道，維護(hù)信道，和業(yè)務(wù)信道，其中信息(例如導(dǎo)頻或數(shù)據(jù)信號(hào)或兩者兼而有之)按一級(jí)，二級(jí)和三級(jí)速率發(fā)送，和這里與圖2的描述一樣。發(fā)送信息的速率可用數(shù)字信號(hào)處理(DSP)編程。首先，將用戶唯一碼，比如PN碼(或正交碼，Walsh碼)，加到在無線系統(tǒng)信道發(fā)送的信息(步驟93)。在步驟94，將信息QPSK調(diào)制并在任何一個(gè)信道發(fā)送。發(fā)送信息使用時(shí)間復(fù)用以基本解擴(kuò)率(即，一級(jí)速率)在無線系統(tǒng)相關(guān)濾波器(CF)中被相關(guān)(步驟95)?；窘鈹U(kuò)率可以是每符號(hào)4或8個(gè)碼片。再將相關(guān)信息解復(fù)用(步驟96)和QPSK-解調(diào)(步驟97)。將解調(diào)信息按照一級(jí)速率適當(dāng)?shù)亩鄠€(gè)整數(shù)倍相加(步驟98)，獲得二級(jí)和三級(jí)速率，如同這里和圖4描述。一個(gè)或多個(gè)信息多徑響應(yīng)的信號(hào)分量(按照接收功率，信噪比或多徑寬度)在一個(gè)窗口或時(shí)間周期選擇來恢復(fù)最佳信息，如同這里和圖7和7A描述。該選擇步驟還能根據(jù)預(yù)編程時(shí)間校準(zhǔn)來完成。此外，在步驟99三路解調(diào)信息輸出能提供和合成用于時(shí)間分集，如同這里和圖8描述。根據(jù)本發(fā)明，所有處理步驟使用單一普通相關(guān)濾波器(CF)就可方便地完成，無需其他相關(guān)器或相關(guān)濾波器來處理具有多個(gè)速率的接收信息。
盡管以上參照優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例或這里公開的具體形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解有許多形式和細(xì)節(jié)上的修改，而不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。類似地，這里描述的任何過程步驟可以和其他步驟互換，獲得基本上相同的結(jié)果。所有這些修改包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，該范圍由所附權(quán)利要求書及其等同內(nèi)容來限定。
權(quán)利要求
1.在具有不同數(shù)據(jù)速率的多個(gè)信道的碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)中，一種方法包括以下步驟將用戶唯一碼加到在信道中發(fā)送的信息中；調(diào)制該信息；按基本解擴(kuò)率采用時(shí)間復(fù)用在單一相關(guān)濾波器相關(guān)處理所發(fā)送的信息；解復(fù)用已相關(guān)的信息；解調(diào)已相關(guān)的信息；以及按大于或等于基本解擴(kuò)率相加已解調(diào)信息以獲得其他不同數(shù)據(jù)速率的信息。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，用戶唯一碼為偽隨機(jī)噪聲(PN)碼。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，用戶唯一碼為正交碼。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，用戶唯一碼為Walsh碼。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，調(diào)制和解調(diào)步驟使用QPSK(正交相移鍵控)完成。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，在任一信道中的信息包括按特定已知順序交織的導(dǎo)頻符號(hào)和數(shù)據(jù)符號(hào)。
7.權(quán)利要求1的方法，還包括步驟相加步驟后，基于從插入到發(fā)送信息波形的導(dǎo)頻符號(hào)的信道評(píng)估按照接收功率來選擇一個(gè)或多個(gè)信號(hào)分量。
8.權(quán)利要求1的方法，還包括步驟相加步驟后，基于從插入到發(fā)送信息波形的導(dǎo)頻符號(hào)的信道評(píng)估按照信噪比來選擇一個(gè)或多個(gè)信號(hào)分量。
9.權(quán)利要求1的方法，還包括步驟相加步驟后，基于從插入到發(fā)送信息波形的導(dǎo)頻符號(hào)的信道評(píng)估按照多徑寬度來選擇一個(gè)或多個(gè)信號(hào)分量。
10.權(quán)利要求1的方法，還包括步驟相加步驟后，根據(jù)預(yù)編程時(shí)間校準(zhǔn)來選擇一個(gè)或多個(gè)信號(hào)分量。
11.權(quán)利要求1的方法，其中，通過使解調(diào)步驟提供兩個(gè)或更多解調(diào)信息輸出以及將這些輸出合并為一個(gè)輸出來提供時(shí)間分集。
12.權(quán)利要求11的方法，其中，所述多個(gè)輸出用最大比合并(MRC)合成為一個(gè)輸出。
13.權(quán)利要求1的方法，其中，信道包括一個(gè)接入信道、一個(gè)維護(hù)信道和一個(gè)業(yè)務(wù)信道。
14.權(quán)利要求1的方法，其中，基本解擴(kuò)率為每符號(hào)8碼片。
15.權(quán)利要求1的方法，其中，基本解擴(kuò)率為每符號(hào)4碼片。
16.權(quán)利要求1的方法，其中，所述加入、相關(guān)、解調(diào)和相加步驟中任何一個(gè)步驟可通過一個(gè)外部可編程處理器編程。
17.權(quán)利要求1的方法，其中，所述加入、調(diào)制、發(fā)送、相關(guān)、解調(diào)和相加步驟中任一步驟在業(yè)務(wù)信道中完成。
18.權(quán)利要求1的方法，其中，所述加入、調(diào)制、發(fā)送、相關(guān)、解調(diào)和相加步驟中任一步驟在接入信道中完成。
19.權(quán)利要求1的方法，其中，所述加入、調(diào)制、發(fā)送、相關(guān)、解調(diào)和相加步驟中任一步驟在維護(hù)信道中完成。
20.權(quán)利要求1的方法，其中，通過提供多個(gè)天線以及位于一個(gè)地方的多個(gè)接收機(jī)，并在系統(tǒng)的每個(gè)接收機(jī)處提供相同的單一相關(guān)濾波器，來實(shí)現(xiàn)空間分集。
21.權(quán)利要求1的方法，還包括步驟(a)相加步驟后，按照一個(gè)時(shí)間周期中多徑響應(yīng)的接收功率來選擇最需要的信號(hào)分量；(b)存儲(chǔ)最需要的信號(hào)分量的幅度；(c)設(shè)置由第一個(gè)高限和第一個(gè)低限確定的所述最需要信號(hào)分量的第一個(gè)消隱區(qū)；(d)忽略第一個(gè)消隱區(qū)，選擇在時(shí)間周期內(nèi)第二個(gè)最需要的多徑響應(yīng)信號(hào)分量；(e)設(shè)置由第二個(gè)高限和第二個(gè)低限確定的所述第二個(gè)最需要信號(hào)分量的第二個(gè)消隱區(qū)；以及重復(fù)步驟(a)，(b)，(c)，(d)和(e)，直到選擇第N個(gè)最需要的信號(hào)分量。
22.權(quán)利要求21的方法，其中，步驟(a)和(d)中的選擇是基于從插入到發(fā)送信息波形的導(dǎo)頻符號(hào)的信道評(píng)估按照信噪比來進(jìn)行的。
23.權(quán)利要求21的方法，其中，步驟(a)和(d)中的選擇是基于從插入到發(fā)送信息波形的導(dǎo)頻符號(hào)的信道評(píng)估按照多徑寬度來進(jìn)行的。
24.權(quán)利要求21的方法，其中，步驟(a)和(d)中的選擇是根據(jù)預(yù)編程時(shí)間校準(zhǔn)來進(jìn)行的。
25.權(quán)利要求21的方法，還包括步驟設(shè)置分別由1～N個(gè)高限和1～N個(gè)低限確定的1～N個(gè)消隱區(qū)；以及相加在所述時(shí)間周期中多徑響應(yīng)的所有功率成分，用于噪聲功率估算，而忽略所有消隱區(qū)。
26.權(quán)利要求21的方法，其中，每個(gè)信號(hào)分量的低限和高限由一個(gè)外部可編程處理器編程。
27.一種具有不同數(shù)據(jù)速率的多個(gè)信道的碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)，將用戶唯一碼加到在信道中發(fā)送的數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻信號(hào)信息并調(diào)制該信息；以及接收機(jī)，包括一個(gè)門陣列和一個(gè)外部可編程處理器，其中，所述門陣列還包括(a)碼發(fā)生器，產(chǎn)生用戶唯一碼；(b)相關(guān)濾波器，具有一個(gè)普通相關(guān)濾波器核心，可用于具有不同數(shù)據(jù)速率的所有信道，所述的相關(guān)濾波器核心按基本解擴(kuò)率相關(guān)所發(fā)送的信息；(c)復(fù)用器，基于時(shí)間復(fù)用將用戶唯一碼的各延遲階段指向相關(guān)濾波器；(d)門陣列數(shù)據(jù)后期處理器，用于接收相關(guān)濾波器的輸出并對(duì)其解調(diào)以恢復(fù)所發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)；以及(e)門陣列導(dǎo)頻后期處理器，用于接收相關(guān)濾波器的輸出并對(duì)其進(jìn)行處理以恢復(fù)導(dǎo)頻信號(hào)，以及所述外部可編程處理器還包括(a)模式控制器，連接到所述碼發(fā)生器、相關(guān)濾波器、復(fù)用器、數(shù)據(jù)后期處理器和導(dǎo)頻后期處理器，以控制系統(tǒng)中的信道選擇；b)外部可編程數(shù)據(jù)后期處理器，用于接收并處理來自所述門陣列數(shù)據(jù)后期處理器和外部可編程數(shù)據(jù)后期處理器的信號(hào)；以及(c)外部可編程導(dǎo)頻后期處理器，用于接收和處理來自所述門陣列導(dǎo)頻后期處理器的信號(hào)，所述的外部可編程數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻后期處理器按基本解擴(kuò)速率的倍數(shù)相加已解調(diào)信息，以獲得其他不同數(shù)據(jù)速率的信息。
28.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，用戶唯一碼為偽隨機(jī)噪聲(PN)碼。
29.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，用戶唯一碼為正交碼。
30.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，用戶唯一碼為Walsh碼。
31.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，在任一信道中的信息包括按特定和已知順序交織導(dǎo)頻符號(hào)和數(shù)據(jù)符號(hào)。
32.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，按照接收功率在外部可編程處理器選擇一個(gè)或多個(gè)需要的信號(hào)分量用于數(shù)據(jù)處理。
33.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，通過提供來自相關(guān)濾波器的作為解調(diào)信息的兩個(gè)或更多輸出，并在外部可編程數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻后期處理器中采用最大比合并(MRC)將這些輸出合并為一個(gè)輸出，來實(shí)現(xiàn)時(shí)間分集。
34.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，信道包括一個(gè)接入信道、一個(gè)維護(hù)信道和一個(gè)業(yè)務(wù)信道。
35.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，基本解擴(kuò)率為每符號(hào)8碼片。
36.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，基本解擴(kuò)率為每符號(hào)4碼片。
37.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，相關(guān)濾波器(CF)核心可用外部可編程處理器的模式控制器進(jìn)行編程。
38.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，所發(fā)送信息的相關(guān)可用外部可編程處理器編程。
39.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，通過提供多個(gè)天線以及位于一個(gè)地方的多個(gè)本地接收機(jī)，并在系統(tǒng)中每個(gè)接收機(jī)天線處提供相同的單一普通相關(guān)濾波器，來實(shí)現(xiàn)空間分集。
40.一種碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)，具有多個(gè)不同數(shù)據(jù)速率的信道，包括一個(gè)接入信道、一個(gè)維護(hù)信道和一個(gè)業(yè)務(wù)信道，該系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)，將用戶唯一碼加到導(dǎo)頻符號(hào)和數(shù)據(jù)符號(hào)信息并調(diào)制該信息；以及接收機(jī)，包括一個(gè)門陣列和一個(gè)外部可編程處理器，其中，所述門陣列還包括(a)碼發(fā)生器，產(chǎn)生用戶唯一碼；(b)相關(guān)濾波器，具有一個(gè)普通相關(guān)濾波器核心，可用于具有不同數(shù)據(jù)速率的所有信道，所述的相關(guān)濾波器核心按基本解擴(kuò)率相關(guān)所述信息；(c)復(fù)用器，基于時(shí)間復(fù)用將用戶唯一碼的各延遲階段指向相關(guān)濾波器；(d)門陣列數(shù)據(jù)后期處理器，用于接收相關(guān)濾波器的輸出并對(duì)其解調(diào)以恢復(fù)所發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)；以及(e)門陣列導(dǎo)頻后期處理器，用于接收相關(guān)濾波器的輸出并對(duì)其進(jìn)行處理以恢復(fù)導(dǎo)頻信號(hào)，以及所述外部可編程處理器還包括(a)模式控制器，連接到所述碼發(fā)生器、相關(guān)濾波器、復(fù)用器、數(shù)據(jù)后期處理器和導(dǎo)頻后期處理器，以控制系統(tǒng)中的信道選擇；b)外部可編程數(shù)據(jù)后期處理器，用于接收并處理來自所述門陣列數(shù)據(jù)后期處理器和外部可編程數(shù)據(jù)后期處理器的信號(hào)；以及(c)外部可編程導(dǎo)頻后期處理器，用于接收和處理來自所述門陣列導(dǎo)頻后期處理器的信號(hào)，所述的外部可編程數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻后期處理器按基本解擴(kuò)速率的倍數(shù)相加已解調(diào)信息，以獲得其他不同數(shù)據(jù)速率的信息；其中所述的相關(guān)濾波器核心采用所述接收信號(hào)中的時(shí)間復(fù)用，按基本解擴(kuò)率相關(guān)導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號(hào)；所述的門陣列根據(jù)已相關(guān)的導(dǎo)頻符號(hào)解調(diào)并恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)；以及所述的外部可編程處理器按大于或等于基本解擴(kuò)率累加解調(diào)信息，以獲得所需數(shù)據(jù)符號(hào)。
41.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中，所述的門陣列還包括時(shí)間復(fù)用器，用于將用戶唯一碼指向相關(guān)濾波器核心；以及時(shí)間解復(fù)用器，用于接收相關(guān)濾波器核心的輸出。
42.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中，所述的相關(guān)濾波器核心為8碼片復(fù)相關(guān)引擎，產(chǎn)生每符號(hào)8個(gè)碼片的基本解擴(kuò)率。
43.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中，所述的相關(guān)濾波器核心為4碼片復(fù)相關(guān)引擎，產(chǎn)生每符號(hào)4個(gè)碼片的基本解擴(kuò)率。
44.權(quán)利要求43的系統(tǒng)，其中，所述的門陣列還包括窗口處理器，用于接收相關(guān)濾波器核心的輸出，并用復(fù)乘法器為每個(gè)4碼片符號(hào)的所有相關(guān)延遲產(chǎn)生相位補(bǔ)償輸出。
45.權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中，所述的門陣列還包括窗口處理器，用于接收相關(guān)濾波器核心的輸出，并用復(fù)乘法器為每個(gè)8碼片符號(hào)的所有相關(guān)延遲產(chǎn)生相位補(bǔ)償輸出。
46.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中，所述的門陣列導(dǎo)頻后期處理器還包括具有無限沖擊響應(yīng)(IIR)濾波器的兩個(gè)累加濾波器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(AFRAM)，其功能如同存儲(chǔ)器、累加器和濾波器，并且其中，AFRAM的濾波系數(shù)可用外部可編程處理器編程。
47.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中，所述的門陣列導(dǎo)頻后期處理器還包括幅度累加濾波器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MAFRAM)，其功能如同存儲(chǔ)器、累加器和濾波器，用于幅度平方來自累加濾波器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(AFRAM)的數(shù)據(jù)，并且其中，MAFRAM的IIR濾波系數(shù)可通過外部可編程處理器編程。
48.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中，所述的門陣列導(dǎo)頻后期處理還包括可用外部可編程處理器編程的多徑搜索處理，其中，所述多徑搜索過程在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)按照接收功率搜索一個(gè)或更多信號(hào)分量。
49.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中，所述的門陣列導(dǎo)頻后期處理還包括可用外部可編程處理器編程的多徑搜索處理，其中，所述多徑搜索過程在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)按照信噪比搜索一個(gè)或更多信號(hào)分量。
50.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中，所述的門陣列導(dǎo)頻后期處理還包括可用外部可編程處理器編程的多徑搜索處理，其中，所述多徑搜索過程在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)按照多徑寬度搜索一個(gè)或更多信號(hào)分量。
51.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中，所述的門陣列導(dǎo)頻后期處理還包括可用外部可編程處理器編程的多徑搜索處理，其中，所述多徑搜索過程在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)按照預(yù)編程時(shí)間校準(zhǔn)搜索一個(gè)或更多信號(hào)分量。
52.權(quán)利要求48的系統(tǒng)，其中，所述的外部可編程數(shù)據(jù)后期處理器使用最大比合并(MRC)，以根據(jù)所述門陣列的多徑搜索處理所找到的兩個(gè)或更多信號(hào)分量獲得時(shí)間分集。
53.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中，通過提供多個(gè)天線以及位于一個(gè)地方的多個(gè)接收機(jī)，并在系統(tǒng)中的每個(gè)接收機(jī)天線處提供相同的單一相關(guān)濾波器結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)空間分集。
54.權(quán)利要求45的系統(tǒng)，其中，所述的門陣列數(shù)據(jù)后期處理器還包括多個(gè)符號(hào)處理器，用于相加相關(guān)延遲的可編程部分，并形成兩個(gè)或更多輸出，其中，所述的外部可編程處理器將這些輸出合并為一個(gè)輸出，以實(shí)現(xiàn)時(shí)間分集。
全文摘要
在CDMA(碼分多址)無線系統(tǒng)中提供單個(gè)普通相關(guān)濾波器(CF)核心。在該無線系統(tǒng)中提供不同數(shù)據(jù)速率的多個(gè)信道。在該無線系統(tǒng)中提供的信道包括接入信道、維護(hù)信道和業(yè)務(wù)信道，在業(yè)務(wù)信道中信息(例如導(dǎo)頻或數(shù)據(jù)符號(hào)或兩者兼而有之)按照一級(jí)(基本解擴(kuò)速率)、二級(jí)和三級(jí)速率發(fā)送。發(fā)送信息的數(shù)據(jù)速率可通過外部可編程處理器編程，例如采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。用戶唯一代碼，比如PN(偽隨機(jī)噪聲)碼，被加到在無線系統(tǒng)信道中發(fā)送的信息中。信息被調(diào)制并在任何一個(gè)信道以任何速率發(fā)送。所發(fā)送信息在無線系統(tǒng)相關(guān)濾波器(CF)中通過將PN碼(或正交碼，Walsh碼)的各延遲階段時(shí)間復(fù)用到相關(guān)濾波器核心，按基本解擴(kuò)率(即一級(jí)速率)相關(guān)。再將已相關(guān)信息解復(fù)用和解調(diào)。解調(diào)信息按一級(jí)數(shù)率(基本解擴(kuò)率)的適當(dāng)整數(shù)倍累加以獲得二級(jí)和三級(jí)速率。一個(gè)或多個(gè)信號(hào)分量(按接收功率、信噪比或多徑寬度)在一個(gè)窗口或時(shí)間周期內(nèi)被選擇，以便優(yōu)化信息恢復(fù)。選擇步驟還可根據(jù)預(yù)編程的時(shí)間校準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)。此外，可提供和合成來自解調(diào)信息的多路輸出用于時(shí)間分集?？臻g分集通過提供多個(gè)天線以及位于一個(gè)地方的多個(gè)接收機(jī)，并在系統(tǒng)中的每個(gè)接收機(jī)天線處提供相同的單一相關(guān)濾波器結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1421072SQ01807132
公開日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2001年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月23日
發(fā)明者安托尼·J·魯佩爾, 約翰·E·霍夫曼, 小喬治·R·尼爾森, 薩米爾·K·帕泰爾, 小詹姆斯·A·普羅克特, 丹尼爾·L·賴?yán)?申請(qǐng)人:快捷通信公司