專利名稱：自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于擴(kuò)頻通信中的直接序列碼分多址通信的能自適應(yīng)地消除干擾信號(hào)的接收機(jī)。
為了有效地利用頻率，近幾年已經(jīng)研究出各種各樣的擴(kuò)頻系統(tǒng)(M.K.Simon，J.K.Omura，R.A.Scholtz and B.K.Levitt，“擴(kuò)頻通信”Computer Science Press，1985)。特別是為投入實(shí)際應(yīng)用正在目前研究一種采用DS(直接序列)的CDMA(碼分多址)系統(tǒng)，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單。
用普通的DS-CDMA接收機(jī)，是先用放大器把天線收到的電波放大，然后輸入到一個(gè)準(zhǔn)相干檢波器電路。該準(zhǔn)相干檢波器電路用本機(jī)載波信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行正交檢波并輸出該收到的信號(hào)的同相和正交分量的幅值I(t)和Q(t)，本機(jī)載波信號(hào)與收到的信號(hào)相位不同步但頻率同步。下面把分量I(t)和Q(t)統(tǒng)稱為收到的信號(hào)，通常用實(shí)部I(t)和虛部jQ(t)(j是虛數(shù)單位)來(lái)表示所收到的信號(hào)，因此有關(guān)的各種運(yùn)算都是復(fù)數(shù)運(yùn)算。在DS系統(tǒng)中，所收到的信號(hào)要經(jīng)受去擴(kuò)展處理，以從中提取要求的信號(hào)的去擴(kuò)展信號(hào)。有兩種方法適用于這種去擴(kuò)展處理，一種方法是采用具有擴(kuò)展碼的匹配濾波器，該濾波器的輸出信號(hào)被用作去擴(kuò)展信號(hào)；另一種方法是用擴(kuò)展碼與形成器的定時(shí)同步地相乘收到的信號(hào)，然后借助于低通濾波器提取收到的信號(hào)的直流分量，該直流分量被用作去擴(kuò)展信號(hào)。雖然以下將描述采用匹配濾波器的方法，然而用別的方法同樣也能產(chǎn)生用這種方法所得到的同樣的結(jié)果，去擴(kuò)展的信號(hào)在基帶域被解調(diào)，用該信號(hào)來(lái)提取一個(gè)被發(fā)送的碼元序列。
在這種DS-CDMA系統(tǒng)中，多個(gè)用戶同時(shí)采用相同的載波頻率。這些用戶使用不同的擴(kuò)展碼，但是這些擴(kuò)展碼有某些互相關(guān)。因此，即使每個(gè)用戶用特殊要求的信號(hào)的擴(kuò)展碼把收到的信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展。別的用戶信號(hào)的成分也會(huì)混入去擴(kuò)展信號(hào)。這樣，當(dāng)別的用戶數(shù)量大時(shí)，混入到每個(gè)用戶的去擴(kuò)展信號(hào)成分的電平就增大，從而導(dǎo)致傳輸性能的顯著下降。當(dāng)別的用戶收到的信號(hào)的電平超過(guò)每個(gè)用戶要求的信號(hào)的接收電平時(shí)，這種下降格外嚴(yán)重。解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)可能的方法是控制發(fā)送到每個(gè)用戶的功率使之在每個(gè)用戶的接收點(diǎn)保持恒定的功率電平，但是完全實(shí)現(xiàn)這種發(fā)送功率控制是很困難的。通過(guò)輔助設(shè)置具有干擾消除功能的接收機(jī)可以避免由于擴(kuò)展碼之間的互相關(guān)而引起的傳輸性能的下降。以下將描述普通的解決方法及其缺點(diǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)例1

圖1中，表示的是一種現(xiàn)有技術(shù)方案，按照這種方案，多分支的接收天線收到的信號(hào)的每一個(gè)用所要求信號(hào)的擴(kuò)展碼進(jìn)行去擴(kuò)展并把所得到的去擴(kuò)展信號(hào)線性組合以便消除干擾(Winters，J.H.，)“在采用自適應(yīng)天線的四相位通信系統(tǒng)中的擴(kuò)展頻譜”IEEE Trans.onComm.，Vol.COM-30，NO.5，PP.929-936，May 1982)，這個(gè)例子采用四分支結(jié)構(gòu)。
按規(guī)定的時(shí)間間隔對(duì)各個(gè)天線收到的信號(hào)取樣，把取樣信號(hào)饋送到輸入端111至114。分別連接到輸入端111至114的是結(jié)構(gòu)相同的匹配濾波器(MF)121至124。每個(gè)匹配濾波器121至124檢測(cè)要求信號(hào)的擴(kuò)展碼和送來(lái)的取樣信號(hào)之間的相關(guān)性，每個(gè)匹配濾波器121至124的輸出都包含有由于與所要求的信號(hào)之外的別的用戶的擴(kuò)展碼的相干性而引起的干擾信號(hào)。匹配濾波器121至124的輸出分別在乘法器131至134乘以加權(quán)系數(shù)W1至W4，然后用加法器15把乘法器的輸出合并成為一個(gè)復(fù)合信號(hào)。該復(fù)合信號(hào)被送到用來(lái)進(jìn)行硬判定的判定電路16，所得到的判定信號(hào)在輸出端17輸出。減法器18計(jì)算該復(fù)合信號(hào)和判定信號(hào)之間的差，并把它作為評(píng)估誤差E輸出；系數(shù)控制器19采用使評(píng)估誤差E的平方最小化的自適應(yīng)算法使用該評(píng)估誤差E和乘法器131和134的輸入信號(hào)MS來(lái)控制加權(quán)系數(shù)W1至W4。也就是說(shuō)，控制加權(quán)系數(shù)來(lái)使干擾信號(hào)分量和加法器15中所包含的噪聲信號(hào)的平均功率成為最小。
這種方法需要多個(gè)用來(lái)分集接收的天線，也就是說(shuō)需要大量的硬件組合，因此這種方法很難用在移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)中。另外，不存在干擾信號(hào)時(shí)，各分支中收到的信號(hào)被合成起來(lái)使它們相互同相位，而存在干擾信號(hào)時(shí)，把它們合成起來(lái)，以去掉干擾信號(hào)。為了執(zhí)行這種方法，就對(duì)加權(quán)系數(shù)W1至W4的相位和幅度進(jìn)行自適應(yīng)控制；這種控制在移動(dòng)無(wú)線通信中快速衰落的環(huán)境下是很難實(shí)現(xiàn)的。
現(xiàn)有技術(shù)例2圖2中表示了另一種現(xiàn)有技術(shù)的方案，這種方法對(duì)于用單個(gè)天線接收的多通道信號(hào)具有分集效應(yīng)并執(zhí)行干擾消除功能(Abdulrah-man，M.，D.D.Falconer and A.U.H.Sheikh，“擴(kuò)頻多址系統(tǒng)中干擾消除的均衡”P(pán)roc.42nd Vehicular Technology Conference，PP.71-74，May 1992)。在圖2中，構(gòu)成圖1中合成電路的乘法器131至134和加法器15由等效它們的組合的橫向?yàn)V波器21替代。由單個(gè)天線輸出的收到的信號(hào)按規(guī)定的時(shí)間間隔取樣，并作為取樣信號(hào)SPS饋送到輸入端11。該取樣信號(hào)SPS被送到匹配濾波器12，計(jì)算它與所要求的信號(hào)的擴(kuò)展碼的相關(guān)性以得到去擴(kuò)展信號(hào)，該去擴(kuò)展信號(hào)反映多通路信道的脈沖響應(yīng)并包含不同延遲時(shí)間的多路延遲信號(hào)分量。包含有多路延遲信號(hào)分量的去擴(kuò)展信號(hào)被輸入到橫向?yàn)V波器21，并產(chǎn)生該濾波器21的各個(gè)分支輸出，再乘以分支系數(shù)之后作為分支系數(shù)矢量W送到橫向?yàn)V波器21的各分支一塊加起來(lái)，由此而得到去擴(kuò)展信號(hào)和分支系數(shù)之間的卷積。其結(jié)果就提供了沒(méi)有干擾的復(fù)合信號(hào)。復(fù)合信號(hào)被送到判定電路16，用硬判定做出信號(hào)判決并把判定信號(hào)送到輸出端17。減法器18輸出復(fù)合信號(hào)和判定信號(hào)之間的差值作為估算誤差E，該估算誤差E和匹配濾波器12的被送到橫向?yàn)V波器21的輸出信號(hào)序列MS輸入到系數(shù)控制器19，系數(shù)控制器19控制橫向?yàn)V波器21的分支系數(shù)W以使估算誤差E的平方為最小。
圖2中，匹配濾波器12和橫向?yàn)V波器21都執(zhí)行線性處理，還有一種用單個(gè)橫向?yàn)V波器執(zhí)行線性處理的方法，然而，在這種例子中，最初必須用訓(xùn)練信號(hào)把分支系數(shù)矢量W收斂，以便使橫向?yàn)V波器的特性與所要求的信號(hào)的去擴(kuò)展信號(hào)相匹配，為了滿足這種要求，要把開(kāi)關(guān)電路22從輸出端17切換到端子23，以便把訓(xùn)練信號(hào)TR作為基準(zhǔn)信號(hào)饋送到減法器18。在分支系數(shù)矢量W收斂之后，開(kāi)關(guān)電路22連接到輸出端17一側(cè)，以便在減法器18中使用判定信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)。
采用這種方案有可能消除多路延遲分量中的干擾信號(hào)，而無(wú)需采用分集天線，然而，如果是上述現(xiàn)有技術(shù)例子的情況，當(dāng)用于系數(shù)控制的自適應(yīng)算法的跟蹤能力不充分時(shí)，會(huì)作出不精確的估算，相應(yīng)地，就降低了接收機(jī)的性能。
現(xiàn)有技術(shù)例3圖3中所表示的是一種去相關(guān)器的方案，為克服自適應(yīng)算法跟蹤能力的缺陷，這種方案無(wú)需使用自適應(yīng)算法來(lái)消除由于別的用戶的擴(kuò)展信號(hào)引起的干擾信號(hào)(Lupas R.，and S.Verdu，)“用于同步碼分多址信道的線性多用戶檢波器”IEEE Trans.Inform Theory.，Vol.IT-35，NO.1，PP.123-136，Jan.1989)。
圖3中，經(jīng)輸入端11的輸入取樣信號(hào)被送到匹配濾波器121至124，在其中計(jì)算它與各個(gè)用戶的擴(kuò)展碼的相關(guān)性。匹配濾波器121使用所要求的信號(hào)的擴(kuò)展碼，而其他匹配濾波器122至124使用別的用戶的擴(kuò)展碼。匹配濾波器121的輸出包含有干擾信號(hào)以及所要求的信號(hào)，因?yàn)榭梢园迅蓴_信號(hào)表示為匹配濾波器122至124的輸出信號(hào)的線性組合，所以，通過(guò)調(diào)節(jié)或控制匹配濾波器121至124在乘法器131至134中分別所乘的加權(quán)系數(shù)W1至W4的方法就有可能完全防止包含在加法器15的輸出的復(fù)合信號(hào)內(nèi)的干擾信號(hào)。這在數(shù)學(xué)上等效于把正交于干擾信號(hào)的量提取出來(lái)作為所要求信號(hào)的去擴(kuò)展信號(hào)。在按照這種運(yùn)行的去相關(guān)器中，反向矩陣計(jì)算器25根據(jù)有關(guān)用戶的擴(kuò)展碼和接收定時(shí)的信息來(lái)計(jì)算擴(kuò)展碼的相關(guān)矩陣的反向矩陣，輸出反向矩陣的特殊陣元作為加權(quán)系數(shù)W1至W4。
因?yàn)檫@樣產(chǎn)生的復(fù)合信號(hào)的相位和幅度隨所要求的信號(hào)的信道脈沖響應(yīng)的變化而波動(dòng)，所以對(duì)饋送到輸出端26的復(fù)合信號(hào)進(jìn)行檢波的檢波器必須跟蹤其相位和幅度的波動(dòng)。
有關(guān)所有用戶的擴(kuò)展碼和接收定時(shí)的信息對(duì)于去相關(guān)器的運(yùn)行是必不可少的，然而在移動(dòng)無(wú)線通信的DS-CDMA系統(tǒng)中，在移動(dòng)臺(tái)是得不到有關(guān)別的用戶的擴(kuò)展碼信息的，這就產(chǎn)生了在移動(dòng)臺(tái)不能運(yùn)行去相關(guān)器的缺點(diǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)例4圖4中表示的是普通DS-CDMA自適應(yīng)干擾消除器的構(gòu)成，它采用上述的正交化方式，其目的是解決去相關(guān)器的問(wèn)題(Shousei Yosh-ida，Akihisa Ushirokawa，Shuhzo Yanagi and Yukitsuna Furu-ya，“在移動(dòng)無(wú)線環(huán)境中的DS/CDMA自適應(yīng)干擾消除器”TechnicalReport of IEICE，RCS 93-76，Nov.1993)。
如上結(jié)合圖2的描述，匹配濾波器12的去擴(kuò)展和用橫向?yàn)V波器21進(jìn)行的線性合成都是線性操作；而圖4的例子僅用單個(gè)橫向?yàn)V波器21來(lái)執(zhí)行這些操作。即在圖4中，經(jīng)輸入端11的輸入取樣信號(hào)SPS被送到橫向?yàn)V波器21，在那里信號(hào)經(jīng)受前述按照?qǐng)D2的去擴(kuò)展和干擾消除，并由橫向?yàn)V波器21輸出該復(fù)合信號(hào)CS。復(fù)數(shù)共軛幅度歸一化電路27把由延時(shí)器件28延時(shí)一個(gè)調(diào)制符周期T的復(fù)合信號(hào)的幅度歸一化，并把它的共軛復(fù)數(shù)作為基準(zhǔn)信號(hào)RS輸出。乘法器29把復(fù)合信號(hào)CS乘以基準(zhǔn)信號(hào)RS，判定電路16使乘得的輸出經(jīng)受硬判定，其判定信號(hào)被送到輸出端17。在這個(gè)過(guò)程中，由于基準(zhǔn)信號(hào)RS是由延時(shí)而產(chǎn)生的，所以乘法器29的乘得的輸出響應(yīng)于差動(dòng)檢波信號(hào)。減法器18輸出輸出端17的判定信號(hào)和乘法器29的乘得的輸出之間的差值作為估算誤差E。
系數(shù)控制器19使用基準(zhǔn)信號(hào)RS、在橫向?yàn)V波器21中設(shè)定的輸入取樣信號(hào)SPS以及估算誤差E按照自適應(yīng)算法來(lái)控制橫向?yàn)V波器21的分支系數(shù)W，從而使估算誤差E的平方成為最小。信道脈沖響應(yīng)的變化不會(huì)使差動(dòng)檢波下降很多，也不會(huì)使基于差動(dòng)檢波信號(hào)的估算誤差E劣化太多。因此，這種估算誤差E的使用就防止了自適應(yīng)算法引起的分支系數(shù)W的估算精度的下降，而且在某種程度上抑制了由于信道脈沖響應(yīng)引起的接收機(jī)性能的下降。順便而言，在分支系數(shù)的估算未充分收斂時(shí)的初始收斂過(guò)程中，減法器18在帶有判定差錯(cuò)的判定信號(hào)處用訓(xùn)練信號(hào)存儲(chǔ)器30的預(yù)置訓(xùn)練信號(hào)TR使分支系數(shù)的估算快速收斂。
這種方案不要求有關(guān)別的用戶的擴(kuò)展碼和接收定時(shí)的信息，因此可以用于移動(dòng)臺(tái)。因?yàn)樽赃m應(yīng)算法是在信號(hào)判定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以在信號(hào)判定中發(fā)生許多差錯(cuò)時(shí)，傳輸特性就會(huì)變壞。因此，(i)在出現(xiàn)很多干擾及信號(hào)電平低的傳輸條件下，必須用長(zhǎng)序列訓(xùn)練信號(hào)，而且傳輸效率降低；(ii)在信道變化快得以突發(fā)方式引入信號(hào)判定差錯(cuò)時(shí)，分支系數(shù)W的估算精度就降低，而且不能充分執(zhí)行干擾消除功能。
現(xiàn)有技術(shù)例5除圖3中的去相關(guān)器以外，上述的方法都是通過(guò)使用自適應(yīng)算法來(lái)控制相乘使用的系數(shù)W。通常所采用的自適應(yīng)算法是LMS(最小均方)算法，這是一種性能極好運(yùn)算復(fù)雜性小的算法，還有各種別的算法也都是公知的(Haykin，s.，“自適應(yīng)濾波器理論”2nd Ed.，Prentice-Hall，1992)。在上述的例子中，雖然判定信號(hào)被用來(lái)計(jì)算控制系數(shù)W的估算誤差E，但在其他技術(shù)領(lǐng)域中還有一些公知的算法不需要信號(hào)判定，比如采用信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性的盲目算法和對(duì)系數(shù)施以限定并控制它使平均輸出功率成為最小的一種算法。前者需要長(zhǎng)的收斂時(shí)間周期，而后者是由Frost發(fā)明的，它類似于LMS算法(Frost，O.L.，“用于線性限定自適應(yīng)矩陣處理的算法”P(pán)roc.IEEE，Vol.60，No.8，PP.926-935.August 1972)。這種算法以MMSE(最小均方誤差)為基礎(chǔ)，并用于例如為避開(kāi)干擾波而把矩陣天線適時(shí)對(duì)準(zhǔn)要求波來(lái)向的適時(shí)矩陣。
然而，為了實(shí)施受限的最小值輸出功率算法就必須預(yù)知要輸入到自適應(yīng)矩陣的每個(gè)天線的要求波的幅度的組成比，并且必須能從該組成比得到引導(dǎo)矢量。有一種在引導(dǎo)矢量位置上采用單位矢量的功率逆變方式(Compton R.T.，JR.，“自適應(yīng)天線--概念和特性---，“Prentice-Hall，Engllwood Cliffs.1988)。然而，這種方式要求預(yù)先知道所要求的波主要入射的天線元件，而且還要求條件維持不變。目前沒(méi)有將這些方式適用于DS-CDMA干擾消除器的方法，甚至還沒(méi)有提出過(guò)這種建議。
本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，這種接收機(jī)采用不需要有關(guān)別的用戶的擴(kuò)展碼和接收定時(shí)的信息、訓(xùn)練信號(hào)和由正交化消除干擾時(shí)的信號(hào)判定結(jié)果的算法以及在移動(dòng)無(wú)線通信中改善信道質(zhì)量或傳輸性能所必不可少的分集接收機(jī)。
按照本發(fā)明的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)包括(1)按規(guī)定的時(shí)間間隔對(duì)收到的信號(hào)取樣并輸出取樣信號(hào)的取樣電路；(2)被施以取樣信號(hào)，對(duì)取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展、線性合成，并輸出合成信號(hào)的信號(hào)提取器；(3)解調(diào)合成信號(hào)并輸出判定信號(hào)的解調(diào)器；和(4)控制每個(gè)部分的運(yùn)行時(shí)序的定時(shí)控制器。在本發(fā)明中，信號(hào)提取器包括(5)用加權(quán)系數(shù)對(duì)輸入取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展及線性合成并輸出該合成信號(hào)，同時(shí)輸出要乘以加權(quán)系數(shù)的信號(hào)的去擴(kuò)展/合成器；和(6)被施加要乘以加權(quán)系數(shù)的信號(hào)和合成信號(hào)，然后在加權(quán)系數(shù)的限定下用使合成信號(hào)的功率最小的算法計(jì)算加權(quán)系數(shù)并輸出該加權(quán)系數(shù)的系數(shù)控制器。
可以展開(kāi)這種基本結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分，描述如下有兩種結(jié)構(gòu)可以用于信號(hào)提取器的去擴(kuò)展/合成器，第1種結(jié)構(gòu)是去擴(kuò)展器和線性合成器級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，其中去擴(kuò)展器用多個(gè)去擴(kuò)展碼把輸入的取樣信號(hào)去擴(kuò)展為去擴(kuò)展信號(hào)并把它們用作要被乘的信號(hào)，線性合成器把多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)乘以加權(quán)系數(shù)來(lái)產(chǎn)生合成信號(hào)。另外，也可以采用所要求信號(hào)的去擴(kuò)展碼和一個(gè)或多個(gè)與其正交的擴(kuò)展碼作為去擴(kuò)展碼，如果使用兩個(gè)或多個(gè)正交于所要求信號(hào)的擴(kuò)展碼的擴(kuò)展碼，它們最好是相互正交的。去擴(kuò)展/合成器的第2種結(jié)構(gòu)是用一個(gè)橫向?yàn)V波器對(duì)輸入取樣信號(hào)和分支系數(shù)進(jìn)行卷積以便得到合成信號(hào)，并把輸入取樣信號(hào)作為要被乘的信號(hào)輸出。
對(duì)于分集接收來(lái)說(shuō)，(i)取樣電路被設(shè)計(jì)來(lái)以規(guī)定的時(shí)間間隔對(duì)一個(gè)或多個(gè)收到的信號(hào)取樣，并且輸出一個(gè)或多個(gè)取樣信號(hào)；(ii)信號(hào)提取器被設(shè)計(jì)作為一個(gè)分集信號(hào)提取器，它用去擴(kuò)展/線性合成器進(jìn)行去擴(kuò)展和線性合成并輸出多個(gè)分支合成信號(hào)；以及(iii)解調(diào)器被設(shè)計(jì)成一個(gè)分集解調(diào)器，它把多個(gè)分支合成信號(hào)進(jìn)行分支合并和解調(diào)。
這種分集接收有如下的天線分集結(jié)構(gòu)和通道分集結(jié)構(gòu)，(i)在天線分集的情況下，取樣電路對(duì)由多個(gè)天線收到的波產(chǎn)生的多個(gè)收到的信號(hào)進(jìn)行取樣并輸出多個(gè)取樣信號(hào)，而分集信號(hào)提取器接收多個(gè)經(jīng)取樣的信號(hào)并輸出多個(gè)分支合成信號(hào)，它由多個(gè)分支信號(hào)提取器構(gòu)成，每個(gè)分支信號(hào)提取器有去擴(kuò)展/合成器和系數(shù)控制器。(ii)在通道分集的情況下，取樣電路對(duì)由單個(gè)天線收到的波產(chǎn)生的單個(gè)收到的信號(hào)進(jìn)行取樣并輸出單個(gè)取樣信號(hào)，而分集信號(hào)提取器在去擴(kuò)展/合成器和系數(shù)控制器中按照由定時(shí)控制器產(chǎn)生的多個(gè)不同的定時(shí)處理取樣信號(hào)并且輸出多個(gè)分支合成信號(hào)。
在上述的每種接收機(jī)中，取樣電路也可以被設(shè)計(jì)得用比擴(kuò)展碼的時(shí)隙周期短的取樣周期進(jìn)行取樣。
本發(fā)明的基本運(yùn)行描述如下(1)取樣電路按規(guī)定的時(shí)間間隔對(duì)收到的信號(hào)取樣并輸出取樣信號(hào)；(2)信號(hào)提取器對(duì)取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展和線性合成，并輸出合成信號(hào)；(3)解調(diào)器解調(diào)合成信號(hào)并輸出判定信號(hào)；(4)定時(shí)控制器控制每個(gè)部分的運(yùn)行時(shí)序。另外，信號(hào)提取器中的去擴(kuò)展/合成器和系數(shù)控制器執(zhí)行下述的運(yùn)行(5)去擴(kuò)展/合成器用加權(quán)系數(shù)對(duì)取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展及線性合成并輸出經(jīng)變換的合成信號(hào)和要乘以加權(quán)系數(shù)的信號(hào)；(6)系數(shù)控制器接收要乘以加權(quán)系數(shù)的信號(hào)和合成信號(hào)并且輸出在加權(quán)系數(shù)的限定下用使合成信號(hào)的功率最小的算法計(jì)算的加權(quán)系數(shù)。
按照信號(hào)提取器的第1種去擴(kuò)展/合成器，(1)去擴(kuò)展器用多個(gè)去擴(kuò)展碼對(duì)取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展以便得到多個(gè)去擴(kuò)展的信號(hào)并把它們輸出為要乘以加權(quán)系數(shù)的信號(hào)；和(ii)線性合成器把多個(gè)去擴(kuò)展的信號(hào)乘以加權(quán)系數(shù)再把它們合成為合成信號(hào)，然后輸出這些合成的信號(hào)。在采用如上述的擴(kuò)展碼，所要求信號(hào)的擴(kuò)展碼和一個(gè)或多個(gè)與之正交的擴(kuò)展碼的情況下，同樣執(zhí)行這些運(yùn)作。第2種去擴(kuò)展/合成器把由橫向?yàn)V波器得到的取樣信號(hào)和分支系數(shù)的卷積結(jié)果作為合成信號(hào)輸出，并把取樣信號(hào)作為要乘以加權(quán)系數(shù)的信號(hào)輸出。
按照分集接收的補(bǔ)充方案，無(wú)需改變每一部分的基本運(yùn)作而用多個(gè)分支中正在處理的信號(hào)來(lái)得到多個(gè)分支合成信號(hào)。在天線分集的情況下，用處理來(lái)自多個(gè)天線的信號(hào)的方法來(lái)獲得多個(gè)分支合成信號(hào)，另一方面，在通道分集的情況下，通過(guò)在不同的定時(shí)時(shí)刻處理來(lái)自單個(gè)接收天線的信號(hào)的方法來(lái)獲得多個(gè)分支合成信號(hào)。分集解調(diào)器解調(diào)多個(gè)分支合成信號(hào)并得到判定信號(hào)。按照任何一種分集方案，系數(shù)控制器收到要被乘的信號(hào)和合成信號(hào)并輸出在限定加權(quán)系數(shù)的情況下用使每個(gè)分支的平均功率最小的算法得到的加權(quán)系數(shù)。
在上述的每一種接收機(jī)中，即使取樣定時(shí)與收到的信號(hào)的時(shí)隙定時(shí)不同步，取樣電路也依比擴(kuò)展碼的時(shí)隙周期短的取樣周期進(jìn)行取樣，這就防止了產(chǎn)生收到的信號(hào)的頻譜成分的混淆。在擴(kuò)頻調(diào)制系統(tǒng)的傳輸處理器中，為了充分發(fā)揮出這種自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)的能力，要被發(fā)送的信號(hào)承受像多電平調(diào)制、限帶調(diào)制、跳頻控制和定時(shí)控制。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)之不同逐點(diǎn)列舉如下(1)去擴(kuò)展信號(hào)乘以加權(quán)系數(shù)以產(chǎn)生合成信號(hào)，而該去擴(kuò)展信號(hào)和合成信號(hào)同時(shí)被用來(lái)在限定加權(quán)系數(shù)的情況下用使合成信號(hào)的平均功率最小化的算法控制加權(quán)系數(shù)。
(2)在采用所要求信號(hào)的擴(kuò)展碼和多個(gè)與之正交的擴(kuò)展碼的方案中，所要求信號(hào)只出現(xiàn)在用所要求信號(hào)的擴(kuò)展碼產(chǎn)生的去擴(kuò)展信號(hào)中，并且干擾信號(hào)只出現(xiàn)在由多個(gè)與所要求信號(hào)的擴(kuò)展碼相正交的擴(kuò)展碼產(chǎn)生的去擴(kuò)展信號(hào)中。
(3)在采用橫向?yàn)V波器的方案中，取樣信號(hào)序列和加權(quán)系數(shù)被卷積，以產(chǎn)生合成信號(hào)，而該取樣信號(hào)序列和合成信號(hào)同時(shí)被用來(lái)在限定加權(quán)系數(shù)的情況下用使合成信號(hào)的平均功率最小化的算法控制加權(quán)系數(shù)。
(4)在分集結(jié)構(gòu)的情況下，產(chǎn)生每個(gè)分支合成信號(hào)時(shí)，在限定加權(quán)系數(shù)的情況下用使合成信號(hào)的平均功率最小化的算法控制加權(quán)系數(shù)。
如上所述，本發(fā)明把系數(shù)限定的輸出功率最小化算法用于DS-CDMA解調(diào)處理，而不用于矩陣天線，并且通過(guò)使用在限定加權(quán)系數(shù)的情況下用使合成信號(hào)的平均功率最小化的算法來(lái)運(yùn)行；因此，本發(fā)明不需要像現(xiàn)有技術(shù)中使用判定信號(hào)和合成信號(hào)產(chǎn)生誤差的結(jié)構(gòu)。
在擴(kuò)頻調(diào)制系統(tǒng)的傳輸處理器中，為了充分發(fā)揮出這種自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)的能力，要被發(fā)送的信號(hào)承受像多電平調(diào)制、限帶調(diào)制、跳頻控制和定時(shí)控制是有效的。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是采用匹配濾波器和線性合成器的具有干擾消除功能的普通DS-CDMA接收機(jī)的方框圖。
圖2是采用橫向?yàn)V波器的具有干擾消除功能的普通DS-CDMA接收機(jī)的方框圖。
圖3是具有干擾消除功能的普通DS-CDMA接收機(jī)的方框圖。
圖4是采用橫向?yàn)V波器的具有干擾消除功能的另一種普通DS-CDMA接收機(jī)的方框圖。
圖5是說(shuō)明本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖6是表示圖5中的信號(hào)提取器33的一個(gè)運(yùn)行特例的方框圖。
圖7是表示圖6中的去擴(kuò)展器38的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。
圖8是一個(gè)實(shí)施例的方框圖，其中圖5中的去擴(kuò)展/合成器36是由橫向?yàn)V波器構(gòu)成的。
圖9是表示用作解調(diào)器38的預(yù)測(cè)同步檢波器的方框圖。
圖10是表示計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線。
圖11是說(shuō)明本發(fā)明用于分集接收的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖12是說(shuō)明分集解調(diào)器58的結(jié)構(gòu)的例子。
圖13是說(shuō)明本發(fā)明用于天線分集接收的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖14是說(shuō)明所要求的信號(hào)的直接通道和延遲通道的接收定時(shí)圖。
圖15是說(shuō)明本發(fā)明的用于通道分集接收的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖16是說(shuō)明本發(fā)明的用于通道分集接收的實(shí)施例的方框圖。
圖17是說(shuō)明本發(fā)明的用于通道分集接收的另一實(shí)施例的方框圖。
圖18是說(shuō)明本發(fā)明的用于通道分集接收的另一實(shí)施例的方框圖。
圖19是說(shuō)明使用橫向?yàn)V波器對(duì)取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展和線性合成的通道分集接收機(jī)的實(shí)施例的方框圖。
圖20是表示用于本發(fā)明的取樣電路的實(shí)施例的方框圖。
圖21是說(shuō)明由于取樣引起收到的信號(hào)頻譜的混淆的圖。
圖22是說(shuō)明發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖23A是在I-Q平面上表示BPSK信號(hào)的信號(hào)點(diǎn)的圖。
圖23B是表示BPSK信號(hào)的例子的圖。
圖23C是在I-Q平面上表示QPSK信號(hào)的信號(hào)點(diǎn)的圖。
圖23D是表示QPSK信號(hào)的例子的圖。
圖24是所要求的信號(hào)和干擾信號(hào)同步時(shí)的每個(gè)信號(hào)的時(shí)序圖。
圖25是所要求的信號(hào)和干擾信號(hào)不同步時(shí)的每個(gè)信號(hào)的時(shí)序圖。
圖26是說(shuō)明執(zhí)行限帶調(diào)制的傳輸處理器結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖27是為傳輸而經(jīng)受限帶調(diào)制的信號(hào)的脈沖響應(yīng)圖。
圖28是經(jīng)限帶調(diào)制的信號(hào)的眼圖。
圖29A是直接通道和延遲通道的要被接收的已調(diào)信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系圖。
圖29B是表示用RZ信號(hào)產(chǎn)生的已調(diào)信號(hào)和由多路傳播的延遲所產(chǎn)生的已調(diào)信號(hào)之間的關(guān)系的時(shí)序圖。
圖30是通過(guò)合成訓(xùn)練信號(hào)來(lái)產(chǎn)生幀信號(hào)的傳輸處理器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖31是構(gòu)成幀的信號(hào)的傳輸時(shí)序圖。
圖32是執(zhí)行載波跳頻的發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖33是說(shuō)明跳頻的時(shí)序圖。
圖34是說(shuō)明接收所發(fā)射的信號(hào)也執(zhí)行跳頻的接收機(jī)的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖35是在傳輸開(kāi)始時(shí)載波功率控制的一個(gè)例子。
圖36是控制載波功率的發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖37是延遲傳輸時(shí)序的傳輸處理器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖5表示本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，由被接收信號(hào)的同相分量和90度相移分量構(gòu)成的收到的信號(hào)IQ經(jīng)輸入端31送到取樣電路32，在那里按照規(guī)定的時(shí)間間隔取樣，并且把得到的取樣信號(hào)SPS送到端子11。信號(hào)提取器33輸入送來(lái)的取樣信號(hào)SPS，并把它們?nèi)U(kuò)展和線性合成，然后把得到的合成信號(hào)DCS輸出到端26。解調(diào)器34解調(diào)合成信號(hào)DCS并把判定信號(hào)送到端子17。時(shí)序控制器35控制信號(hào)提取器33和解調(diào)器35的運(yùn)行時(shí)序。
按照本發(fā)明，信號(hào)提取器33由一個(gè)去擴(kuò)展/合成器36和一個(gè)系數(shù)控制器37構(gòu)成，它們按如下方式運(yùn)行。去擴(kuò)展/合成器36用加權(quán)系數(shù)W對(duì)輸入的取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展和線性合成，以便得到合成的信號(hào)DCS，并把它輸出，同時(shí)它還輸出要乘以加權(quán)系數(shù)W的信號(hào)MPS。然后，系數(shù)控制器37輸入送來(lái)的信號(hào)MPS和合成信號(hào)DCS，并且在限定加權(quán)系數(shù)W的條件下用使合成信號(hào)DCS的平均功率最小的算法得到加權(quán)系數(shù)W；這樣得到的加權(quán)系數(shù)被送到去擴(kuò)展/合成器36。
通常，去擴(kuò)展是在一個(gè)碼元周期內(nèi)進(jìn)行，但是考慮到時(shí)序抖動(dòng)的出現(xiàn)和不同步定時(shí)情況的發(fā)生，有時(shí)在比一個(gè)碼元周期長(zhǎng)一點(diǎn)的期間內(nèi)進(jìn)行這種處理對(duì)于干擾信號(hào)的消除是有用的，一方面是因?yàn)檫@樣可以充分獲得需要信號(hào)和干擾信號(hào)的信號(hào)能量，另一方面是因?yàn)槿訑?shù)的增加引起消除干擾的自由度的增加。但是在這個(gè)例子中，相鄰碼元的影響表現(xiàn)為碼元間干擾，因此，必須把它們作為干擾信號(hào)除掉。
可以使用各種算法在限定加權(quán)系數(shù)W的情況下使合成信號(hào)的平均功率最??；一種公知的簡(jiǎn)單方法是前述的由Frost提出的有限的LMS算法。用這種算法，因?yàn)榧訖?quán)系數(shù)W是由不要求判定結(jié)果的算法來(lái)控制，所以有可能避免判定誤差的影響。
下面將參照實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，實(shí)施例1到3給出的說(shuō)明針對(duì)信號(hào)提取器，實(shí)施例4針對(duì)解調(diào)器的特殊運(yùn)行的例子，實(shí)施例5到10針對(duì)分集接收，而實(shí)施例11針對(duì)為充分發(fā)揮自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)的功能而對(duì)擴(kuò)頻調(diào)制方式的參數(shù)的設(shè)定。
實(shí)施例1圖6中所描述的是去擴(kuò)展/合成器36的構(gòu)成，其中去擴(kuò)展器38和線性合成器39相級(jí)聯(lián)，去擴(kuò)展器38輸出對(duì)帶有多個(gè)去擴(kuò)展碼的輸入取樣信號(hào)SPS進(jìn)行去擴(kuò)展所產(chǎn)生的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)。同時(shí)，把這多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)作為要被倍增的信號(hào)MPS輸出，線性合成器39把由去擴(kuò)展器38輸出的去擴(kuò)展信號(hào)倍增各個(gè)加權(quán)系數(shù)W倍，然后合成經(jīng)倍增的信號(hào)并輸出合成信號(hào)DCS。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖6中假定處理增益Gp(擴(kuò)展碼頻率除以碼元頻率)是4，并假定指定相同頻率的用戶數(shù)是4。
首先，經(jīng)輸入端11輸入的取樣信號(hào)SPS被送到由去擴(kuò)展器38構(gòu)成的四個(gè)匹配濾波器121到124，每個(gè)匹配濾波器121到124計(jì)算取樣信號(hào)和擴(kuò)展碼之間的相關(guān)性；得到的去擴(kuò)展信號(hào)X1(i)到X4(i)在不連續(xù)時(shí)刻i被作為要倍增的信號(hào)MPS輸出。在這種情況下，匹配濾波器121使用所需信號(hào)的擴(kuò)展碼，而其它匹配濾波器122到124的每一個(gè)使用與判定信號(hào)不同的預(yù)先確定的擴(kuò)展碼。不像圖3的現(xiàn)有技術(shù)的例子那樣，在匹配濾波器122到124中使用的擴(kuò)展碼不必和其它用戶的那些擴(kuò)展碼相同。另外，在任何一個(gè)匹配濾波器121到124中所用的擴(kuò)展碼不必始終是所需信號(hào)的擴(kuò)展碼；用于任何一個(gè)匹配濾波器的擴(kuò)展碼和所需信號(hào)的擴(kuò)展碼之間的互相關(guān)性僅僅需要足以高于其它匹配濾波器的擴(kuò)展碼和所需信號(hào)的擴(kuò)展碼之間的互相關(guān)性。
線性合成器39由倍增器131到134和加法器15構(gòu)成，去擴(kuò)展器38的去擴(kuò)展信號(hào)X1(i)到X4(i)分別被倍增加權(quán)系數(shù)W1到W4倍并用加法器15把倍增后的輸出加在一起，以便得到被送到輸出端26的合成信號(hào)DCS，去擴(kuò)展信號(hào)X1(i)到X4(i)和合成信號(hào)DCS被送到系數(shù)控制器37，并用在加權(quán)系數(shù)限定下使合成信號(hào)DCS的平均功率最小的算法來(lái)計(jì)算加權(quán)系數(shù)W1到W4。匹配濾波器121到124可以用相關(guān)器來(lái)代替，這適用于下述的匹配濾波器。
在這個(gè)實(shí)施例中，用Wo＝[Wo*1，Wo*2，Wo*3，Wo*4]T表示四維加權(quán)系數(shù)矢量W＝[W1*，W2*，W3*，W4*]T的最佳值，這是從前述的Frost的文獻(xiàn)引證來(lái)的，例如在加權(quán)系數(shù)限定下的最佳值Wo由下式給出。其中符號(hào)*表示共軛復(fù)數(shù)，T表示置換。
Wo＝αR-1S……(1)其中*是定標(biāo)值，R是去擴(kuò)展信號(hào)的4×4相關(guān)矩陣，S是四維引導(dǎo)矢量。使用一個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)矢量X(i)＝[X1(i)，X2(i)，X3(i)，X4(i)]，那么，相關(guān)矩陣R就由下式給出R＝<X(i)XH(i)>……(2)其中i是用碼元持續(xù)期T作為單位的不連續(xù)時(shí)刻，Woj是加權(quán)系數(shù)Wj的最佳值，Xj(i)是在時(shí)刻i第j匹配濾波器12j(J＝1，2，3，4)的去擴(kuò)展信號(hào)，H表示共軛復(fù)數(shù)移項(xiàng)，<>表示系綜平均。R可以被近似如下R＝[X(1)XH(1)＋X(2)XH(2)＋……＋X(Nt)XH(Nt)]/Nt……(3)其中Nt是一個(gè)大的自然數(shù)，Nt越大近似精度就越高；雖然取決于系數(shù)，但是最好把自然數(shù)Nt設(shè)定為在周期Nt期間不會(huì)發(fā)生通信條件的變化這樣一個(gè)值，如其它用戶的通信初始化。
在這種情況下，引導(dǎo)矢量S的元素是所需信號(hào)的擴(kuò)展碼j(j＝1)和匹配濾波器12中所使用的擴(kuò)展碼K之間的互相關(guān)量Pjk，它由下式給出S＝[ρ11，ρ12，ρ13，ρ14]T(4)把所需信號(hào)限定在倍增器131的輸出內(nèi)的速率是Wo1ρ11，類似地，把所需信號(hào)限定在倍增器132到134的輸出內(nèi)的速率分別是Wo1ρ12，Wo3ρ13和Wo4ρ14。因?yàn)楹铣尚盘?hào)DCS是倍增器131到134的輸出信號(hào)的和，所以把所需信號(hào)限定在合成信號(hào)DCS內(nèi)的速率是對(duì)應(yīng)于WHS的(WO1ρ11+WO2ρ12+WO3ρ13+WO4ρ14)。當(dāng)控制加權(quán)系數(shù)以便合成信號(hào)中限定的所需信號(hào)的信號(hào)電平保持為常數(shù)時(shí)，對(duì)加權(quán)系數(shù)的限定表示如下WHS＝1……(5)在這種限定下使合成信號(hào)的平均功率最小等效于保持所需信號(hào)的信號(hào)電平不變時(shí)使合成信號(hào)的平均功率最小。對(duì)加權(quán)系數(shù)的這種控制能使合成信號(hào)中所包含的干擾分量的電平最小。順便要說(shuō)的是，式(1)中的α要設(shè)定得使Wo滿足式(5)給出的限定量。
作為需要最佳值Wo的算法，有直接用式(1)，(3)和(4)計(jì)算它的方法以及按遞歸方式計(jì)算它的方法?？紤]到對(duì)加權(quán)系數(shù)W的限定，遞歸方式可以使用利用關(guān)于R·Nt的逆矩陣的輔助定理的理論來(lái)導(dǎo)出。這樣推出的算法如下Y(i)＝WH(i-1)X(i) (6)K(i)＝[P(i-1)X(i)]/[1＋XH(i)P(i-1)X(i)](7)W(i)＝βiW(i-1)-βiK(i)Y*(i) (8)P(i)＝p(i-1)-K(i)XH(i)P(i-1) (9)其中Y(i)是合成信號(hào)，P(i)是時(shí)刻i時(shí)的R·Nt的逆矩陣，K(i)是Kalman增益矢量，βi＝i/(i-1)，其中i≥2。在穩(wěn)定狀態(tài)下，W(i)收斂于α-1Wo，它是用(1)式表示的Wo的不變的倍數(shù)，不管它收斂于α-1Wo或Wo，所需信號(hào)和包含在合成信號(hào)中的干擾信號(hào)的信號(hào)功率之間的比都是保持不變的，而且，傳輸性能也相應(yīng)保持不變。因此，將要給出的是運(yùn)算并不復(fù)雜的α-1Wo的計(jì)算。在這種遞歸方式中，引導(dǎo)矢量被限定在初始條件下，即{W(1)＝P(1)S}。
上述的方法精度高但是要求的處理量大，一種不需要復(fù)雜運(yùn)算的算法是Frost提出的有限最陡跌落法；這種算法表示如下W(i)=[I-SSHSHS][W(i-1)-μX(i)Y*(i)]+[SSHS]---(10)]]>其中μ是步長(zhǎng)，是一個(gè)小的正實(shí)數(shù)值，I是單位矩陣。在穩(wěn)態(tài)下，W(i)收斂于Wo。
當(dāng)相關(guān)矩陣R成為100×100那么大的矩陣時(shí)，按照直接計(jì)算方法，所包括的處理量就相當(dāng)大，但是，按照有限最陡跌落法的處理量相對(duì)較小。本發(fā)明并不特別限定于這些方法，也可以采用各種有限平均輸出最小化的算法。
實(shí)施例2圖7中所說(shuō)明的是使用所需信號(hào)的擴(kuò)展碼和多個(gè)與其正交的擴(kuò)展碼作為如實(shí)施例1中的去擴(kuò)展碼的情況下所采用的去擴(kuò)展器的構(gòu)成。
去擴(kuò)展器38由匹配濾波器121和正交碼濾波器(OCF)411-413構(gòu)成；匹配濾波器121被指定所需信號(hào)的擴(kuò)展碼，正交碼濾波器411-413被指定正交于所需信號(hào)的擴(kuò)展碼且又彼此正交的擴(kuò)展碼。正交碼濾波器構(gòu)成一個(gè)正交化器42，在正交化器42中所使用的擴(kuò)展碼不必和其它用戶的擴(kuò)展碼相同。
通常，在用處理增益Gp擴(kuò)展時(shí)，已調(diào)信號(hào)形成一個(gè)Gp維空間，然后在大多數(shù)情況下，可以根據(jù)所需信號(hào)的擴(kuò)展碼產(chǎn)生Gp維的Gp歸一化基本矢量。更具體地說(shuō)，首先產(chǎn)生其元素與所需信號(hào)的擴(kuò)展碼的整個(gè)時(shí)隙相同的一個(gè)Gp維矢量，然后借助Gram-Schmidt正交化等方法用它來(lái)計(jì)算(Gp-1)Gp-維歸一化基本矢量。具有這樣計(jì)算出來(lái)的Gp維的Gp-1歸一化基本矢量元素(按照它們的時(shí)隙)的代碼被用作正交化器42中的去擴(kuò)展碼。
即使把所需信號(hào)的擴(kuò)展碼用作匹配濾波器121的去擴(kuò)展碼，所需信號(hào)的信號(hào)成分和干擾波的信號(hào)成分都包含在去擴(kuò)展信號(hào)成分中。然而在這個(gè)例子中，正交化器42的輸出信號(hào)內(nèi)不包含所需信號(hào)的信號(hào)成分，只含有干擾信號(hào)的信號(hào)成分。把用于匹配濾波器12的輸出信號(hào)的加權(quán)系數(shù)固定為常數(shù)并控制該加權(quán)系數(shù)使合成信號(hào)的功率最小，就有可能保持合成信號(hào)中包含的所需信號(hào)的信號(hào)分量的功率不變，而使合成信號(hào)中的干擾信號(hào)的信號(hào)分量的功率最小。這種情況下的四維加權(quán)系數(shù)矢量的最佳值Wo按照與前述實(shí)施例相同的方法來(lái)計(jì)算。但是，在這個(gè)例子中，正交化器42中的去擴(kuò)展碼和所需信號(hào)的擴(kuò)展碼之間不存在相關(guān)性，所以引導(dǎo)矢量S就如下所示S＝[1，0，0，0]T……(11)當(dāng)把引導(dǎo)矢量S設(shè)定得如用(11)式給出的值時(shí)，系數(shù)限定就相當(dāng)于設(shè)定Wo1＝1。參照前面實(shí)施例1的同樣的算法，可以被用來(lái)計(jì)算這個(gè)最佳值Wo。
如上所述，正交化器42使用與需要信號(hào)的擴(kuò)展碼相正交的代碼；因此，不管其它用戶的擴(kuò)展碼有多大變化，都能精確地把其它用戶的干擾分量置于正交空間中，從而能相當(dāng)?shù)剡m應(yīng)其它用戶使用擴(kuò)展碼的變化。
實(shí)施例3圖8中要說(shuō)明的是使用橫向?yàn)V波器來(lái)實(shí)施去擴(kuò)展/合成器36的構(gòu)成，按照這種構(gòu)成，取樣信號(hào)SPS和橫向?yàn)V波器43的分支系數(shù)W的卷積的結(jié)果被作為合成信號(hào)輸出，并且，輸入的取樣信號(hào)被作為要被倍增的信號(hào)MPS輸出。設(shè)置在橫向?yàn)V波器43中的取樣信號(hào)序列對(duì)應(yīng)于要被倍增的信號(hào)MPS，而分支系數(shù)對(duì)應(yīng)于加權(quán)系數(shù)W。
收到的信號(hào)經(jīng)輸入端31被送到取樣電路32，把它取樣并輸出取樣信號(hào)SPS。信號(hào)提取器33接收取樣信號(hào)SPS，進(jìn)行去擴(kuò)展和線性合成并輸出合成信號(hào)。解調(diào)器34解調(diào)合成信號(hào)并把判定信號(hào)送到輸出端17。信號(hào)提取器33由橫向?yàn)V波器43和系數(shù)控制器37構(gòu)成，橫向?yàn)V波器43包括多個(gè)相級(jí)聯(lián)的延遲器件43D1、43D2和43D3、倍增器43Mo-43M3以及加法器43A1-43A3。每個(gè)延遲器件都有等于一個(gè)時(shí)隙持續(xù)期Tc的延遲時(shí)間；倍增器把第1延遲級(jí)43D1的輸入和各個(gè)延遲器件的輸出倍增分支系數(shù)W(W1，W2，W3，W4)倍；加法器則把經(jīng)倍增的輸出加起來(lái)。橫向?yàn)V波器43等效于圖6中的去擴(kuò)展器38和線性合成器39的組合；它對(duì)取樣信號(hào)SPS和分支系數(shù)W進(jìn)行卷積并輸出合成信號(hào)DCS。設(shè)置在橫向?yàn)V波器43中的取樣信號(hào)MPS和合成信號(hào)DCS被輸入到系數(shù)控制器37，并在那里用限定分支系數(shù)下使合成信號(hào)DCS的平均功率最小的算法來(lái)計(jì)算分支系數(shù)W。
按照使用橫向?yàn)V波器43的方式，由于這個(gè)濾波器具備包含圖6中的正交化器42的去擴(kuò)展器38的功能，所以引導(dǎo)矢量S就變成使用需要信號(hào)的擴(kuò)展碼作為其元素的矢量C1和單位矩陣I的乘積；用下式來(lái)表示S＝IC1＝C1(12)橫向?yàn)V波器43的輸出中的所需信號(hào)分量的比例可以用WHC1來(lái)表示；可以認(rèn)為用C1取代表示對(duì)加權(quán)系數(shù)限定的式(5)WHS＝1中的S就能把這個(gè)分量保持不變?？梢杂脕?lái)計(jì)算最佳值Wo的算法與參照前述的實(shí)施例1的那些方法相同。
如上所述，圖8的構(gòu)成使用橫向?yàn)V波器來(lái)同時(shí)執(zhí)行去擴(kuò)展和合成操作，因此，可以減少所需的處理量。
實(shí)施例4本發(fā)明中的解調(diào)器可以采用差分檢波和相干檢波技術(shù)。圖9所說(shuō)明的是執(zhí)行相干檢波的方式，它采用預(yù)估算法和最大似然序列估算法(Kazuhiko Fukawa和Hiroshi Suzuki，”具有預(yù)估信道估算的相干檢波“Technical Report of IEICJ，Vol.RCS-92，No，93，pp.53-58，Nov，1992)。
合成信號(hào)DCS經(jīng)輸入端26輸入到分支量度發(fā)生器(branchmetric generator)45。當(dāng)前時(shí)刻KT的合成信號(hào)和分別設(shè)置在延遲時(shí)間為一個(gè)碼元持續(xù)期T的四個(gè)延遲電路461-464的時(shí)刻(K-1)T至(K-4)T的合成信號(hào)用由最大似然序列估算器47送來(lái)的碼元序列選擇量{am(K)]進(jìn)行反調(diào)制，由此而產(chǎn)生反調(diào)制信號(hào)。順便要說(shuō)的是，本例中的調(diào)制方式是按PSK調(diào)制的幅度｜a(K)｜為常數(shù)的調(diào)制方式，而且反調(diào)制處理可以在倍增器481-484中通過(guò)把合成信號(hào)DCS乘以碼元序列選擇量的共軛復(fù)數(shù){am*(K)}來(lái)進(jìn)行。接下來(lái)，倍增器491-494和加法器51使用時(shí)刻(K-1)T至(K-4)T的反調(diào)制信號(hào)來(lái)估算時(shí)刻KT的反調(diào)制信號(hào)，并輸出反調(diào)制信號(hào)估算值。假定信道變化很慢，倍增器491-494的系數(shù)只需設(shè)定為其平均值，本例中是1/4。當(dāng)碼元序列選擇量{am(K)}與所發(fā)送的碼元序列的實(shí)際值一致時(shí)，反調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)接近一致；因吡，由加法器51送來(lái)的上述的平均值就成為接收信號(hào)的載波分量。
減法器52檢測(cè)并且輸出KT時(shí)刻的反調(diào)制信號(hào)、倍增器480的輸出信號(hào)和反調(diào)制信號(hào)估算值(來(lái)自加法器51的輸出信號(hào))之間的差ε，倍增器480用KT時(shí)刻的復(fù)數(shù)碼元選擇量的共軛復(fù)數(shù)am*(K)乘以輸入取樣信號(hào)SPS。該輸出ε用平方器53平方，再用它把經(jīng)平方的輸出作為似然信息信號(hào)送到最大似然序列估算器47。最大似然序列估算器47使用似然信息信號(hào)來(lái)計(jì)算對(duì)數(shù)似然函數(shù)，然后用Viterbi算法選擇使對(duì)數(shù)似然函數(shù)最大的碼元序列選擇量，并作為判定信號(hào)把它輸出到輸出端17。這個(gè)實(shí)施例已經(jīng)描述了采用四個(gè)延遲電路的例子，然而，并不特別把延遲電路的數(shù)目限定為四個(gè)，也可以延擴(kuò)為L(zhǎng)(L≥1)。
上面已經(jīng)給出了采用預(yù)估算法和最大似然序列估算法的方式，但是當(dāng)信道變化很快時(shí)，有時(shí)使用差分檢波技術(shù)可以提供極好的特性。因此，也可以采用根據(jù)信道特性在相干檢波和差分檢波之間進(jìn)行切換的方法。
圖10中用曲線10a和10b表示平均比特差錯(cuò)率特性的結(jié)果，這是為展示本發(fā)明的效果而用計(jì)算機(jī)模擬所得到的。橫坐標(biāo)表示由于接收機(jī)的移動(dòng)引起的收到信號(hào)的最大多普勒頻移f，Eb/No表示每比特接受信號(hào)功率對(duì)噪聲功率的比。在計(jì)算機(jī)模擬中，正交化是用實(shí)施例2(圖7)的構(gòu)成和被用作解調(diào)器34和圖9中所示的預(yù)估相干檢波器來(lái)進(jìn)行的。為了比較起見(jiàn)，采用圖4所示的DS-CDMA自適應(yīng)干擾消除器所得到的平均比特差錯(cuò)率的結(jié)果用曲線10c和10d表示。所用的處理增益是16，用戶數(shù)是16，并且假定每個(gè)用戶的接收時(shí)序是相互同步的。所用的調(diào)制方式是10Kb/s BPSK調(diào)制，所用的擴(kuò)展碼是那些互相關(guān)性低于0.25的擴(kuò)展碼。信道模型是Rayleigh衰落型。從圖9可知，本發(fā)明優(yōu)于普通的DS-CDMA自適應(yīng)干擾消除器。
實(shí)施例5在移動(dòng)無(wú)線通信中，為了抑制由于跌落引起傳播通道的變化使傳輸特性嚴(yán)重下降而采用分集接收方式。圖11說(shuō)明了適用于分集接收的本發(fā)明的實(shí)施例。取樣電路32按規(guī)定的時(shí)間間隔對(duì)一個(gè)或多個(gè)收到的信號(hào)取樣，并輸出一個(gè)或多個(gè)取樣信號(hào)。在天線分集的情況下，處理多個(gè)收到的信號(hào)，而在通道分集的情況下，處理單個(gè)接收信號(hào)。所說(shuō)明的例子是2-支路天線分集方式，分集信號(hào)提取器55由去擴(kuò)展/合成器56和系數(shù)控制器57構(gòu)成，取樣信號(hào)SPS1和SPS2被輸入到去擴(kuò)展/合成器進(jìn)行去擴(kuò)展及線性合成；分集信號(hào)提取器輸出多個(gè)支路合成信號(hào)DCS。去擴(kuò)展/合成器56和系數(shù)控制器57類似于圖6中的去擴(kuò)展/合成器56和系數(shù)控制器57，但是這個(gè)分集信號(hào)提取器不同于圖6中的信號(hào)提取器，它的形成器輸出多個(gè)支路合成信號(hào)DCS1和DCS2。分集解調(diào)器(DIV-DEM)58合并并解調(diào)多個(gè)支路合成信號(hào)DCS1-DCS2，并且輸出一個(gè)判定信號(hào)。時(shí)序控制器對(duì)每部分進(jìn)行時(shí)序控制。
圖12A，12B和12C說(shuō)明的是2-支路分集接收方式的分集解調(diào)器58的構(gòu)成的例子，這些例子通常是公知的。圖12A中表示的是一個(gè)附加的差分檢波結(jié)構(gòu)，經(jīng)各分集支路的輸入端261和262輸入的合成信號(hào)DCS1和DCS2以及在延遲器件58A1和58A2中把合成信號(hào)延遲一個(gè)碼元持續(xù)期T并在復(fù)數(shù)共軛計(jì)算器58B1和58B2中進(jìn)行復(fù)數(shù)共軛計(jì)算所得到的信號(hào)分別由倍增器58C1和58C2相乘；這樣，接收信號(hào)就被差分檢波了。加法器61把倍增過(guò)的輸出信號(hào)加在一起，并把加得的輸出信號(hào)送到判定電路16，判定電路16用硬判定進(jìn)行信號(hào)判定并把判定信號(hào)提供給輸出端17。
圖12B表示附加于分集接收方式的相干檢波。經(jīng)各分集支路的輸入端261和262輸入的合成信號(hào)DCS1和DCS2被送到倍增器58D1和58D2，把它們分別與來(lái)自控制器62的估算載波同步信號(hào)SY1和SY2相乘，并輸出載波相位同步信號(hào)。加法器61把相乘過(guò)的輸出信號(hào)加在一起，并把加得的輸出信號(hào)送到判定電路16，判定電路16用硬判定進(jìn)行信號(hào)判定并把判定信號(hào)提供給輸出端17。減法器18把判定電路16的輸入和輸出信號(hào)差作為估算誤差信號(hào)輸出。由減法器18輸出的估算誤差信號(hào)和經(jīng)輸入端261及262送來(lái)的合成信號(hào)DCS1和DCS2被送到控制電路62，并估算上述的估算載波同步信號(hào)SY1和SY2以便使估算誤差的絕對(duì)值的平方成為最小。
圖12C說(shuō)明的是附加于分集接收方式的圖9的預(yù)測(cè)相干檢波。結(jié)構(gòu)上與圖9的分支量度發(fā)生器相一致的分支量度發(fā)生器451和452的每一個(gè)設(shè)置在每條分集支路上；分別把合成信號(hào)DCS1和DCS2送到這些分支量度發(fā)生器，并把最大似然序列估算器47輸出的碼元序列選擇量公共送到這些發(fā)生器，然后輸出似然信息信號(hào)。最大似然序列估算器47根據(jù)似然信息信號(hào)計(jì)算對(duì)數(shù)似然函數(shù)，并把它作為判定信號(hào)送到輸出端17。
用這樣的分集方案有可能為移動(dòng)無(wú)線通信提供抗衰落接收機(jī)。
實(shí)施例6圖13是天線分集方式的實(shí)施例。按照天線分集方式，取樣電路32把由多個(gè)(本例中是2個(gè))天線收到的電波所產(chǎn)生的信號(hào)作為接收信號(hào)接收，并且輸出在取樣器(SMP)321和322中取樣的多個(gè)取樣信號(hào)SPS1和SPS2。在分集信號(hào)提取器55中，對(duì)應(yīng)于取樣信號(hào)分別設(shè)置支路信號(hào)提取器331和332，每個(gè)支路信號(hào)提取器包括圖5、6和7中所示的去擴(kuò)展/合成器36和系數(shù)控制器37；分集信號(hào)提取器輸出多個(gè)支路合成信號(hào)DCS1和DCS2。順便說(shuō)明，分支信號(hào)提取器331和332的每一個(gè)可以由帶有圖8中所示橫向?yàn)V波器43的信號(hào)提取器33來(lái)構(gòu)成。
圖13所示的是一個(gè)2支路天線分集方式的例子。第1和第2分集支路的接收信號(hào)經(jīng)輸入端311和312被輸入到取樣電路。各個(gè)支路的接收信號(hào)由取樣電路321和322取樣并把取樣信號(hào)送到支路信號(hào)提取器331和332，用它們產(chǎn)生合成信號(hào)DCS1和DCS2。分集解調(diào)器58把各分集支路的合成信號(hào)DCS1和DCS2合并起來(lái)并解調(diào)合成信號(hào)，然后把判定信號(hào)輸出到輸出端17。這個(gè)實(shí)施例描述的是2分支分集接收的情況，但是擴(kuò)展到3分支或多分支的情況也是可以實(shí)施的。
按照這種增大天線數(shù)的分集方式，所接收的所需信號(hào)的信號(hào)能量隨分支數(shù)的增大而增加，并且全部收到的信號(hào)能量的變化較小，這實(shí)際上改善了傳輸特性。
實(shí)施例7當(dāng)發(fā)送波沿多徑信道的兩條不同路徑傳播時(shí)，脈沖響應(yīng)可以用如圖14所示的兩個(gè)脈沖641和642來(lái)表示，在路徑1上傳播的波延遲t1時(shí)間到達(dá)接收端，而在路徑2上傳播的波延遲t2時(shí)間到達(dá)接收端。
圖15說(shuō)明路徑分集結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。按照路徑分集方式，取樣電路(SMP)32對(duì)單個(gè)天線收到的電波所產(chǎn)生的單個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行取樣，并且輸出單個(gè)取樣信號(hào)SPS。在分集信號(hào)提取器55中的去擴(kuò)展/合成處理和系數(shù)控制處理是在取樣信號(hào)SPS的多個(gè)不同定時(shí)時(shí)刻t1和t2進(jìn)行的，并且輸出多個(gè)支路合成信號(hào)DCS1和DCS2。時(shí)序控制器35產(chǎn)生處理用的定時(shí)信號(hào)。分集解調(diào)器(DIV-DEM)58合成并解調(diào)支路合成信號(hào)DCS1和DCS2。
按照這種構(gòu)成，各路徑能被隔離，而且如果它們的傳輸路徑特性相互獨(dú)立變化的話，由于合成并解調(diào)支路合成信號(hào)，所以也能達(dá)到分集效果。
順便要提及的是，這個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成能夠與天線分集結(jié)構(gòu)組合，可以按幾種方法相組合。一種方法是，對(duì)天線分集方式的每條支路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)多徑信號(hào)的合成信號(hào)，并且分集合成對(duì)應(yīng)于天線分支數(shù)與傳播路徑數(shù)的乘積數(shù)目的合成信號(hào)。如圖12A、12B或12C所示的那種構(gòu)成的分集解調(diào)器58被用來(lái)進(jìn)行合成和解調(diào)運(yùn)行。第2種組合方法是，通過(guò)對(duì)每個(gè)天線支路進(jìn)行路徑分集處理來(lái)消除由于多徑傳播所產(chǎn)生的延遲干擾并再次合成所提取的信號(hào)。在這種情況下，提取器利用圖12B中的加法器61的輸出信號(hào)。
實(shí)施例8圖16表示的是用去擴(kuò)展器產(chǎn)生路徑分集方式的支路合成信號(hào)的實(shí)施例。分集信號(hào)提取器55由一個(gè)去擴(kuò)展器38，多個(gè)取樣-保持器(SH)651和652以及多個(gè)合成控制器831和832構(gòu)成，每個(gè)合成控制器都由圖6中所示的線性合成器39和系數(shù)控制器37構(gòu)成。和圖6中的情況相同，去擴(kuò)展器38用多個(gè)去擴(kuò)展碼對(duì)單個(gè)取樣信號(hào)SPS進(jìn)行去擴(kuò)展，并輸出多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)。這些去擴(kuò)展信號(hào)被送到取樣保持器651和652，在那里分別在定時(shí)時(shí)刻t1和t2對(duì)它們進(jìn)行取樣。經(jīng)這樣取樣的去擴(kuò)展信號(hào)被送到合成控制器831和832，把它們與各自的加權(quán)系數(shù)相乘并把它們合成，然后，輸出支路合成信號(hào)DCS1和DCS2。在這種情況下，加權(quán)系數(shù)被自適應(yīng)地控制，以便使在系數(shù)限定下的合成輸出成為最小。順便提及的是，和圖14中所示的情況相同，傳播路徑是2路徑模型。
經(jīng)輸入端11輸入的取樣信號(hào)SPS在去擴(kuò)展器38中用多個(gè)去擴(kuò)展碼進(jìn)行去擴(kuò)展，由此而提供多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)。這些去擴(kuò)展信號(hào)分別在定時(shí)時(shí)刻t1由取樣-保持器651和定時(shí)時(shí)刻t2由取樣保持器652取樣并保持，合成控制器831合成由取樣保持器651輸出的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)，而合成控制器832合成由取樣-保持器652輸出的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)。去擴(kuò)展器38，取樣-保持器651和652以及合成控制器831和832對(duì)應(yīng)于作為整體的分集信號(hào)提取器。分集解調(diào)器58合成并解調(diào)合成控制器831和832輸出的合成信號(hào)，并把判定信號(hào)送到輸出端17。
用這種方案，經(jīng)兩個(gè)不同路徑的信號(hào)被認(rèn)為是獨(dú)立的信號(hào)，因此，可以適宜于路徑分集效果，這個(gè)實(shí)施例已經(jīng)描述了2路徑模型傳播路徑的情況，但是很容易擴(kuò)展到具有3路徑或多路徑的路徑分集方式。
實(shí)施例9圖17所示的是由使用正交化器的去擴(kuò)展器38產(chǎn)生路徑分集方式支路合成信號(hào)的情況的實(shí)施例。傳播路徑是2路徑模型。在去擴(kuò)展器38中，如前面參照?qǐng)D7所述，匹配濾波器121中使用所需信號(hào)的擴(kuò)展碼，而在正交化器42中則使用與所需信號(hào)的擴(kuò)展碼正交并彼此正交的多個(gè)擴(kuò)展碼，對(duì)正交化器42的輸出信號(hào)取樣的時(shí)刻t3與圖16實(shí)施例中的時(shí)刻t1相同步，但是在特定情況下，它們可以不同步(t3≠t1)，如圖所示。
經(jīng)輸入端11輸入的取樣信號(hào)SPS被送到去擴(kuò)展器38，去擴(kuò)展器38和圖7中所描述的去擴(kuò)展器是相同的，例如它包括使用所需信號(hào)的擴(kuò)展碼的匹配濾波器121和使用正交于所需信號(hào)擴(kuò)展碼的多個(gè)擴(kuò)展碼的正交化器42。匹配濾波器121的輸出信號(hào)，即用所需信號(hào)的擴(kuò)展碼對(duì)取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展所產(chǎn)生的去擴(kuò)展信號(hào)被輸入到取樣-保持器651和652，取樣-保持器651在定時(shí)時(shí)刻t1對(duì)上述去擴(kuò)展信號(hào)取樣，并把它保持一個(gè)碼元持續(xù)期T，類似地，取樣-保持器652在定時(shí)時(shí)刻t2對(duì)去擴(kuò)展信號(hào)取樣，并把它保持一個(gè)碼元持續(xù)期T。正交化器42的三個(gè)輸出信號(hào)，即用三個(gè)與所需信號(hào)的擴(kuò)展碼正交的去擴(kuò)展碼對(duì)取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展所產(chǎn)生的三個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)被分別送到三個(gè)取樣-保持器653-655。取樣-保持器653-655在不總是與時(shí)刻t1和t2同步的時(shí)刻t3對(duì)三個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)取樣，并把它們保持一個(gè)碼元持續(xù)期T。合成控制器831線性合成取樣-保持器651和653-655的輸出信號(hào)，并輸出合成信號(hào)DCS1。類似地，合成控制器832線性合成取樣-保持器652和653-655的輸出信號(hào)，并輸出合成信號(hào)DCS2。分集解調(diào)器58合成并解調(diào)合成控制器831和833的合成信號(hào)，并把判定信號(hào)輸出到輸出端17。
因?yàn)閷?duì)應(yīng)于取樣定時(shí)t1和t2在不同路徑上通過(guò)的所需信號(hào)被認(rèn)為是獨(dú)立的信號(hào)，因此，這種方案可以增強(qiáng)路徑分集效果。然而，關(guān)于干擾信號(hào)分量，它必須滿足的條件是它們?cè)趦蓚€(gè)取樣時(shí)刻經(jīng)受密切相關(guān)的變化，而且與時(shí)刻t1和t2的干擾信號(hào)密切相關(guān)的干擾信號(hào)分量在不同于t1和t2的時(shí)刻t3還要被取樣。這個(gè)實(shí)施例已經(jīng)就傳播路徑的2路徑模型作了描述，但該實(shí)施例的方案很容易擴(kuò)展到具有3路徑或多路徑的路徑分集方式。通過(guò)如上所述把正交化器42的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)只在一個(gè)定時(shí)時(shí)刻t3取樣，這就能相應(yīng)地減少所用的取樣-保持器的數(shù)量。
實(shí)施例10圖18說(shuō)明的是由使用正交化器的去擴(kuò)展器產(chǎn)生路徑分集方式的支路合成信號(hào)的另一個(gè)實(shí)施例。
去擴(kuò)展器38由同于圖17中的匹配濾波器121和數(shù)目與所考慮的路徑數(shù)相同的正交化器組成，在這個(gè)例子中，傳播路徑是2路徑模型，并且設(shè)置有兩個(gè)正交化器421和422。令t1表示在兩個(gè)路徑上傳播下所接收的所需信號(hào)的直接路徑的定時(shí)，而令t2表示延遲路徑的定時(shí)。另外，令Cd表示所需信號(hào)的擴(kuò)展碼，Cd(+δ)表示沿正向把所需信號(hào)的去擴(kuò)展碼Cd的時(shí)隙移位兩個(gè)路徑間的定時(shí)差t2-t1＝δ而得到的擴(kuò)展碼，Cd(-δ)表示把擴(kuò)展碼的時(shí)隙沿負(fù)方向移位δ所得到的擴(kuò)展碼。匹配濾波器121使用所需信號(hào)的擴(kuò)展碼Cd，正交化器421使用與所需信號(hào)的擴(kuò)展碼Cd及移位碼Cd(+δ)都正交的多個(gè)去擴(kuò)展碼，而正交化器422使用與所需信號(hào)的擴(kuò)展碼Cd及移位碼Cd(-δ)都正交的多個(gè)去擴(kuò)展碼。正交化器421以直接路徑的定時(shí)t1為基礎(chǔ)工作，正交化器422以延遲路徑的定時(shí)t2為基礎(chǔ)工作，并且它的輸出信號(hào)在取樣-保持器655和656按延遲路徑的定時(shí)t2被取樣。順便要說(shuō)的是，由每個(gè)正交化器421和422輸出的輸出信號(hào)數(shù)是2，比路徑數(shù)小1，不同于圖7中的正交化器中的情況。
取樣信號(hào)經(jīng)輸入端11被輸入到去擴(kuò)展器，在匹配濾波器121中用所需信號(hào)的擴(kuò)展碼對(duì)取樣信號(hào)SPS進(jìn)行去擴(kuò)展，去擴(kuò)展信號(hào)被送到取樣保持器651和652。取樣-保持器651按定時(shí)t1對(duì)去擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行取樣，并把它保持一個(gè)碼元持續(xù)期T；取樣保持器652按定時(shí)t2對(duì)去擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行取樣，并把它保持一個(gè)碼元持續(xù)期T。正交化器421和422的每一個(gè)都輸出使用與所需信號(hào)的擴(kuò)展碼及按照傳播路徑間的定時(shí)差移位得到的擴(kuò)展碼都正交的碼對(duì)取樣信號(hào)去擴(kuò)展而產(chǎn)生的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)。這些去擴(kuò)展信號(hào)被送到取樣保持器653、654和655、656。取樣保持器653和654對(duì)正交化器421的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)按定時(shí)t1進(jìn)行取樣，并把它們保持一個(gè)碼元持續(xù)期T，另一方面，取樣-保持器655和656對(duì)正交化器422的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)按定時(shí)t2進(jìn)行取樣，并把它們保持一個(gè)碼元持續(xù)期T。
合成控制器831合成取樣保持器651、653和654的輸出信號(hào)，并輸出合成信號(hào)DCS1。其結(jié)果是包含在定時(shí)t1所得到的去擴(kuò)展信號(hào)中的其他用戶的擴(kuò)展信號(hào)分量被清除掉。類似地，合成控制器832合成取樣保持器652、655和656的輸出信號(hào)，并輸出合成信號(hào)DCS2，其結(jié)果是包含在定時(shí)t1所得到的去擴(kuò)展信號(hào)中的其他用戶的擴(kuò)展信號(hào)分量被清除掉。分集解調(diào)器58分集解調(diào)在定時(shí)t1和t2得到的合成控制器831和832的合成信號(hào)DCS1和DCS2，并如圖15、16、17所示，把判定信號(hào)輸出到輸出端17。
按照這種方案，因?yàn)橥ㄟ^(guò)2個(gè)不同路徑的信號(hào)被認(rèn)為是獨(dú)立的信號(hào)，所以有可能獲得路徑分集效果，這個(gè)實(shí)施例已經(jīng)描述了使用2路徑模型作為傳播路徑的情況，但是該實(shí)施例的構(gòu)成很容易擴(kuò)大到具有三路徑或多路徑的路徑分集方式。
實(shí)施例11圖19說(shuō)明的是用使用橫向?yàn)V波器的去擴(kuò)展/合成器來(lái)產(chǎn)生路徑分集方式的支路合成信號(hào)的實(shí)施例。傳播路徑是2路徑模型，取樣信號(hào)SPS和橫向?yàn)V波器43的分支系數(shù)W的卷積的結(jié)果按照對(duì)應(yīng)于傳播路徑的不同定時(shí)t1和t2被取樣，并把取樣信號(hào)作為多個(gè)支路合成信號(hào)DCS1和DCS2輸出。另外，把取樣信號(hào)SPS的序列作為要被倍增的信號(hào)MPS輸出。系數(shù)控制器371和372利用信號(hào)MPS和支路合成信號(hào)DCS1和DCS2來(lái)分別輸出對(duì)應(yīng)于定時(shí)t1和t2的分支系數(shù)W1和W2。
經(jīng)輸入端11送來(lái)的取樣信號(hào)SPS被輸入到結(jié)構(gòu)上與圖8所示結(jié)構(gòu)相一致的橫向?yàn)V波器43，該濾波器執(zhí)行去擴(kuò)展和線性合成操作，并輸出合成信號(hào)DCS。合成信號(hào)DCS被送到取樣-保持器651和652，取樣保持器651對(duì)合成信號(hào)按定時(shí)t1取樣，并把它保持一個(gè)碼元持續(xù)期T，取樣保持器652對(duì)合成信號(hào)按定時(shí)t2取樣，并把它保持一個(gè)碼元持續(xù)期T。設(shè)置在橫向?yàn)V波器43內(nèi)的取樣信號(hào)序列MPS(見(jiàn)圖8)被送到取樣保持器653和654，在那里按定時(shí)t1和t2取樣，并保持一個(gè)碼元持續(xù)期T。
取樣保持器651輸出的合成信號(hào)DCS1和由設(shè)置在橫向?yàn)V波器43中的取樣保持器653輸出的取樣信號(hào)序列SPS被送到系數(shù)控制器371，而取樣保持器652輸出的合成信號(hào)DCS2和由設(shè)置在橫向?yàn)V波器43中的取樣保持器654輸出的取樣信號(hào)序列MPS被送到系數(shù)控制器372。這些系數(shù)控制器計(jì)算并輸出在限定分支系數(shù)W1和W2的情況下使合成信號(hào)的平均功率最小的分支系數(shù)W1和W2。開(kāi)關(guān)電路67有選擇地把系數(shù)控制器371和372輸出的分支系數(shù)W1和W2設(shè)置在橫向?yàn)V波器43中，以使橫向?yàn)V波器43能輸出所需的合成信號(hào)。時(shí)序控制器35控制取樣-保持器651～654和開(kāi)關(guān)電路67的每一個(gè)的運(yùn)行時(shí)序。分集解調(diào)器58合成并解調(diào)由取樣-保持器651和652輸出的合成信號(hào)DCS1和DCS2，并把判定信號(hào)送到輸出端17。
這種構(gòu)成僅需要一個(gè)橫向?yàn)V波器43。雖然本實(shí)施例已經(jīng)描述了2路徑模型作為傳播路徑的情況，但是這個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成很容易擴(kuò)展到三路徑或多路徑的方式。
實(shí)施例12參照?qǐng)D20和21要說(shuō)明的是圖5所示的本發(fā)明的接收機(jī)的取樣電路32中的取樣周期比擴(kuò)展碼的時(shí)隙周期短的情況。
經(jīng)輸入端31輸入檢波信號(hào)IQ。令Tc表示擴(kuò)展碼的時(shí)隙周期，用取樣周期Tc/2的取樣時(shí)鐘CKS取樣檢波信號(hào)IQ，并作為取樣信號(hào)SPS輸出到輸出端11。在這種情況下，雖然使用取樣周期Tc/2的取樣時(shí)鐘CKS，但在取樣電路32中的取樣周期也可以根據(jù)檢波信號(hào)IQ的帶寬來(lái)設(shè)定得高于Tc/2且低于Tc。
參照?qǐng)D21所作的描述是說(shuō)明取樣周期設(shè)定得要低于Tc的原因，即為什么取樣頻率要高于1/Tc。假定檢波信號(hào)IQ的帶寬高于1/2Tc，取樣檢波信號(hào)IQ的頻譜是其原始頻譜21c與由此位移該取樣頻率整數(shù)倍的頻譜的重疊。當(dāng)把取樣頻率設(shè)定到1/Tc時(shí)，原始頻譜21c和從原始頻譜移位取樣頻率1/Tc的頻譜的折迭頻譜波形21a就重疊起來(lái)，結(jié)果由取樣所得到的信號(hào)就有不同于原始頻譜的畸變頻譜波形。這種畸變被稱之為混淆；這種畸變使它不可能再由取樣信號(hào)構(gòu)成原始檢波信號(hào)，從而妨礙數(shù)字信號(hào)處理。另一方面，當(dāng)取樣頻率設(shè)定為2/Tc時(shí)，從原始頻譜移位取樣頻率2/Tc的頻譜的折迭頻譜波形21b不重疊在原始頻譜上；因此，不出現(xiàn)混淆。隨取樣頻率的增加，就有可能防止混淆的產(chǎn)生。
用這種取樣，由于獨(dú)立取樣數(shù)目2倍于處理增益，所以能被去掉的信號(hào)數(shù)也加倍。另一方面，當(dāng)其他用戶不同步時(shí)，所需信號(hào)每個(gè)碼元的獨(dú)立調(diào)制信號(hào)數(shù)2倍于其他用戶數(shù)；由于這并不超出能被去掉的信號(hào)數(shù)的范圍，所以不同步的其他用戶的干擾信號(hào)能被全部刪除。
如上所述，按高出時(shí)隙速率2倍的速率進(jìn)行取樣，就可以處理時(shí)序不同步的問(wèn)題，從信號(hào)處理的觀點(diǎn)來(lái)看，這種取樣等效于處理的維數(shù)Gp翻了一倍；因此，在使用圖6中所示的去擴(kuò)展器38或圖7所示的這種正交化器42的情況下，必須設(shè)置2Gp去擴(kuò)展電路來(lái)執(zhí)行包括所需信號(hào)在內(nèi)的2-Gp-維正交化處理。在用圖8所示例子的橫向?yàn)V波器43在一個(gè)時(shí)間進(jìn)行去擴(kuò)展和合成的情況下，濾波器的分支間隔必須減半。在這種情況下，式(12)的引導(dǎo)矢量就由插入擴(kuò)展碼所得到的一個(gè)矢量來(lái)替代。
下面要說(shuō)明的是適宜充分發(fā)揮按照本發(fā)明的擴(kuò)頻接收機(jī)的功效的發(fā)射方的構(gòu)成實(shí)例。
發(fā)射機(jī)實(shí)施例1參照?qǐng)D22來(lái)說(shuō)明用發(fā)送處理器70產(chǎn)生發(fā)送信號(hào)的發(fā)射機(jī)，發(fā)送處理器70由多電平調(diào)制器69和擴(kuò)展器21級(jí)聯(lián)形成。經(jīng)輸入端68送入二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)DS?，F(xiàn)在令T表示數(shù)字信號(hào)的時(shí)鐘周期，多電平調(diào)制器69使用數(shù)字信號(hào)DS產(chǎn)生多電平調(diào)制信號(hào)，由擴(kuò)展器71構(gòu)成的擴(kuò)展調(diào)制器用時(shí)隙周期Tc的擴(kuò)展碼Cs與調(diào)制信號(hào)相乘，并把相乘的輸出信號(hào)送到輸出端72，在倍增器78中用振蕩器77L輸出的載波信號(hào)乘以擴(kuò)頻發(fā)送信號(hào)，然后用放大器AMP放大并從天線ANT發(fā)射出去。
圖23A表示在圖22中的調(diào)制器69內(nèi)產(chǎn)生BPSK調(diào)制的情況下的2個(gè)信號(hào)點(diǎn)Sp1和Sp2；已調(diào)信號(hào)的同相分量I(t)每周期T隨數(shù)字信號(hào)DS變化，如圖23B所示。順便要說(shuō)的是，該已調(diào)信號(hào)的90°相移分量Q(t)保持為零。圖23c表示在調(diào)制器69中產(chǎn)生QPSK調(diào)制情況下的4個(gè)信號(hào)點(diǎn)SP1～Sp4；如圖23D所示，已調(diào)信號(hào)的同相分量I(t)和正交(90°相移)分量Q(t)每周期2T隨數(shù)字信號(hào)變化。
上述的情況中采用多電平調(diào)制信號(hào)的原因是為了用多電平調(diào)制增大自由度，以及由此而增大消除干擾信號(hào)的自由度。在所需信號(hào)的接收時(shí)序和干擾信號(hào)的接收時(shí)序不同步的異步系統(tǒng)中，要除去的干擾信號(hào)的量大約是要求所需信號(hào)和干擾信號(hào)接收時(shí)序相互同步的同步系統(tǒng)中干擾信號(hào)量的2倍。這種情況表示在圖24和25上。圖24表示了同步系統(tǒng)中的情況，其中需要信號(hào)的已調(diào)信號(hào)24a的碼元時(shí)序和其他用戶的已調(diào)信號(hào)24b的碼元時(shí)序是一致的。圖25表示的是異步系統(tǒng)的情況，其中在所需信號(hào)的已調(diào)信號(hào)25a的一個(gè)碼元S1的持續(xù)期內(nèi)另一個(gè)用戶K1的已調(diào)信號(hào)25b的碼元從S2變到S3，結(jié)果所述另一用戶所產(chǎn)生的主要干擾信號(hào)分量數(shù)是2，這也適用于另外的用戶K2引起的已調(diào)信號(hào)25c的碼元從S4變到S5的情況。因?yàn)樘幚淼木S數(shù)加倍，所以用剛剛描述的上述實(shí)施例中的加倍取樣的方法可以把這些干擾分量消除；但是，由多電平調(diào)制的自由度的增加就能使干擾消除更加可靠。
另外，多電平調(diào)制使頻帶變窄，因此，能增大處理增益Gp。相應(yīng)地，能增大多路復(fù)用性，即增大信道容量。按照普通正交化方式，由于得不到充分的正交化，就不能用多路復(fù)用提供Ej/No比的寬裕量，從而導(dǎo)致多路復(fù)用性的進(jìn)一步降低。由于采用多電平調(diào)制增大了正交化的精度，所以能通過(guò)使頻帶變窄而確保多路復(fù)用性增加，并確保在異步系統(tǒng)中的運(yùn)行。
發(fā)射機(jī)實(shí)施例2現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖26，所要描述的是用發(fā)送處理器70產(chǎn)生發(fā)送信號(hào)的發(fā)射機(jī)構(gòu)成，發(fā)送處理器70由包括有限帶濾波器的調(diào)制器(MED-F)73和擴(kuò)展器(SPR)71級(jí)聯(lián)而形成。經(jīng)輸入端68送來(lái)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)DS?，F(xiàn)在令數(shù)字信號(hào)DS的時(shí)鐘周期用T來(lái)表示。由調(diào)制器73形成的調(diào)制器75使用數(shù)字信號(hào)DS產(chǎn)生限帶信號(hào)，已調(diào)輸出的限帶信號(hào)波形如圖27所示，主瓣跨越2T，因此，已調(diào)信號(hào)的眼圖就如圖28所示的那樣。擴(kuò)展調(diào)制器即擴(kuò)展器71把已調(diào)信號(hào)與時(shí)隙周期Tc的擴(kuò)展碼Cs相乘，并把相乘后的信號(hào)送到輸出端72。這個(gè)已調(diào)信號(hào)在自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)中被去擴(kuò)展成為圖27中所示的基本橫跨+2T的波形的信號(hào)，這樣，由匹配濾波器、相關(guān)器、橫向?yàn)V波器等等所構(gòu)成的去擴(kuò)展器對(duì)多碼元進(jìn)行去擴(kuò)展處理，而在采用限帶技術(shù)時(shí)，則僅對(duì)一個(gè)碼元進(jìn)行處理。例如橫向?yàn)V波器的長(zhǎng)度被設(shè)定為覆蓋幾個(gè)碼元。當(dāng)在幾個(gè)碼元上進(jìn)行去擴(kuò)展處理時(shí)，碼元的每一側(cè)都會(huì)出現(xiàn)碼元間干擾，因此，為了消除這種碼元間干擾，同樣也要進(jìn)行消除干擾操作。在這個(gè)操作過(guò)程中，和多電平調(diào)制的情況一樣，每個(gè)碼元的取樣數(shù)增加，因此，能被清除的信號(hào)數(shù)就增加。這樣，直到傳輸特性不再由于碼元間干擾而嚴(yán)重劣化為止，可被消除掉的信號(hào)數(shù)可以一直增大。
發(fā)射機(jī)實(shí)施例3假定把RZ信號(hào)加到圖22中的發(fā)送處理器70來(lái)產(chǎn)生發(fā)送信號(hào)，假定信道脈沖響應(yīng)是如圖14所示的2路徑模型的脈沖響應(yīng)，如圖29A所示，直接(超前)路徑29a和延遲路徑29b被組合起來(lái)，其中△T＝t2-t1。當(dāng)用RZ信號(hào)產(chǎn)生如圖29B所示的碼元波形的已調(diào)信號(hào)時(shí)，在一個(gè)碼元周期T期間內(nèi)可以抑制其他碼元的信號(hào)泄漏，即碼元間干擾，因此，能抑制多徑傳播的劣化。該例的實(shí)際應(yīng)用中，圖29B中的△T只需設(shè)定得近似等于傳播路徑的延遲擴(kuò)展。
發(fā)射機(jī)實(shí)施例4圖30中所說(shuō)明的發(fā)送處理器70被設(shè)計(jì)得把同長(zhǎng)度的訓(xùn)練信號(hào)插入在幀格式的傳輸信號(hào)的各幀中同樣位置上。在幀發(fā)生器75中，形成幀數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)字信號(hào)DS用訓(xùn)練信號(hào)發(fā)生器76輸出的訓(xùn)練信號(hào)TR按每個(gè)固定的長(zhǎng)度被合成為一幀。由幀發(fā)生器75輸出的輸出信號(hào)在調(diào)制器(MOD)69中被調(diào)制并在擴(kuò)展器(SPR)71中用擴(kuò)展碼Cs擴(kuò)展頻譜，此后被作為發(fā)送信號(hào)送到端子72?，F(xiàn)在考慮向每個(gè)用戶發(fā)送的定時(shí)都同步的同步系統(tǒng)，首先，如圖31所示，訓(xùn)練信號(hào)TR被周期性地插入到各用戶A和B的幀中，假定各用戶的訓(xùn)練信號(hào)序列相互具有低的相關(guān)性，這種方式在接收機(jī)中估算加權(quán)系數(shù)W的時(shí)間強(qiáng)化了對(duì)去擴(kuò)展信號(hào)的平均。換句話說(shuō)，就是可以縮短啟動(dòng)自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)的時(shí)間。
發(fā)射機(jī)實(shí)施例5圖32和34說(shuō)明的是用于自適應(yīng)擴(kuò)頻方式和跳頻方式相組合情況下的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。與圖21的實(shí)施例一樣，發(fā)射機(jī)的發(fā)送處理器70在調(diào)制器69中調(diào)制數(shù)字信號(hào)DS，在擴(kuò)展調(diào)制器71中用擴(kuò)展碼Cs對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展頻譜，然后把信號(hào)送到端子72。在圖32中，跳頻合成器77按規(guī)定的時(shí)間間隔以與所有其他用戶的載波信號(hào)同步的方式使載波頻率產(chǎn)生跳頻，然后在倍增器78中把端子72輸出的輸出信號(hào)與跳頻載波相乘，并把相乘后的輸出發(fā)送出去。通過(guò)跳頻方法，如圖33所示的那樣，對(duì)全部用戶#1至#K發(fā)送的載波頻率都按規(guī)定的時(shí)間間隔TB產(chǎn)生頻率f1和f2之間的頻跳，其中TB是已調(diào)信號(hào)的碼元持續(xù)期T的整數(shù)倍。
在接收機(jī)中，如圖34所示，收到的信號(hào)被送到準(zhǔn)相干檢波器電路81，在那里用由跳頻合成器79產(chǎn)生的跳頻載頻信號(hào)進(jìn)行正交檢波，并產(chǎn)生如圖33所示的頻跳；產(chǎn)生檢波信號(hào)的同相分量I(t)和正交分量Q(t)。取樣電路32對(duì)檢波信號(hào)IQ取樣，并輸出取樣信號(hào)SPS。如前面圖5所示的信號(hào)提取器33對(duì)取樣信號(hào)SPS進(jìn)行去擴(kuò)展和線性合成，并輸出合成信號(hào)。解調(diào)器34解調(diào)合成信號(hào)，并把判定信號(hào)送到輸出端17。自適應(yīng)擴(kuò)頻方式和跳頻方式的組合使用產(chǎn)生了頻率分集效果，因此改善了傳輸特性。
發(fā)射機(jī)實(shí)施例6順便要提及的是自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)的自適應(yīng)算法的收斂要求由該算法的時(shí)間常數(shù)限定的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間，因此，如果一個(gè)用戶突然輸出發(fā)送功率，在瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間Tt期間就不能除掉干擾分量，而導(dǎo)致傳輸性能變壞。新的發(fā)送開(kāi)始時(shí)，如果考慮如圖35所示的那種瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間Tt使功率緩慢增加，那么對(duì)其它用戶的影響就可以減弱。圖36中說(shuō)明的發(fā)射機(jī)被設(shè)計(jì)得在大約與自適應(yīng)算法的時(shí)間常數(shù)相同的時(shí)間周期內(nèi)逐漸增大載波電平，由與圖22所示的結(jié)構(gòu)相同的發(fā)送處理器70輸出的發(fā)射信號(hào)在乘法器78乘以由振蕩器77L輸出的載波，然后把它的已調(diào)載波送到放大器AMP。增益控制器84控制放大器AMP的增益，以便在發(fā)送開(kāi)始之后增益逐漸增大，并在經(jīng)過(guò)圖35所示的時(shí)間Tt之后保持在預(yù)定值。
瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間最好盡可能短，對(duì)于使用這種方式來(lái)說(shuō)，要求這樣做，這是因?yàn)樵谂c一種方式組合時(shí)，如果誤差很小，為了縮短瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間，要臨時(shí)減小自適應(yīng)算法的時(shí)間常數(shù)。
發(fā)射機(jī)實(shí)施例7例如使用按頻響滾降率1.0波形成型的脈沖串的擴(kuò)展碼Cs進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，將得到類似于圖27所示的波形；用Tc來(lái)表示時(shí)隙周期，在取樣定時(shí)為±(2m+1)Tc/2，m＝1、2、……處，脈沖波形為零，所述取樣定時(shí)除±Tc/2之外，是Tc/2的奇數(shù)倍(在圖27的情況下，在取樣定時(shí)為±Tc/2處，脈沖波形也為零)。因此，相同滾降率的擴(kuò)展碼之間的互相關(guān)性在相互移位Tc/2的奇數(shù)倍之后就包含有許多帶有零點(diǎn)的倍加量，相關(guān)值變小。例如圖37表示為了利用上述現(xiàn)象來(lái)減小相關(guān)值的發(fā)送處理器70的構(gòu)成，對(duì)于由基站發(fā)射的用許多用戶的擴(kuò)展碼擴(kuò)展了的已調(diào)信號(hào)的一半來(lái)說(shuō)，延遲電路82連接到擴(kuò)展器71的輸出端，以便把調(diào)制并擴(kuò)展過(guò)的發(fā)射信號(hào)的定時(shí)移位+3Tc/2或-3Tc/2，由此，使信號(hào)之間的互相關(guān)值中增加帶多個(gè)零值的倍加量，從而減小了相關(guān)值?；ハ嚓P(guān)量越低，干擾消除性能就越高；因此，這種時(shí)序移位明顯地改善了傳輸特性。一旦用戶數(shù)量增加，所需要的擴(kuò)展碼的數(shù)量也增加，另一方面，在不同步狀態(tài)下具有高的相互正交性的擴(kuò)展碼的數(shù)量是有限的，但是用位移不同用戶組中的各個(gè)發(fā)射信號(hào)的時(shí)序來(lái)減小擴(kuò)展碼之間的相關(guān)性，就有可能把各個(gè)擴(kuò)展碼共用于不同組的用戶。
如上所述，本發(fā)明用正交化方法能有效地消除干擾，并提供一種自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，它不需要有關(guān)其它用戶的擴(kuò)展碼和接收定時(shí)的信息、訓(xùn)練信號(hào)和判定結(jié)果，另外，可以采用適合于使用這種接收機(jī)的系統(tǒng)的擴(kuò)頻調(diào)制方式來(lái)實(shí)施極好的通信系統(tǒng)。由于能夠有效地消除干擾分量，所以通信系統(tǒng)的信道容量可以急劇地增加。
當(dāng)把本發(fā)明用于許多用戶共用同樣載波頻率的無(wú)線通信中時(shí)，它是極為實(shí)用的，因?yàn)橐苿?dòng)無(wú)線通信中用戶的呼叫是按時(shí)序變化的，所以在自動(dòng)從收到的信號(hào)中提取這種信息并自適應(yīng)于變化的那種類型的接收機(jī)中，本發(fā)明是特別有效的。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，包括按規(guī)定的時(shí)間間隔對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行取樣并輸出取樣信號(hào)的取樣裝置；和對(duì)所說(shuō)的取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展和線性合成并輸出合成信號(hào)的信號(hào)提取裝置；其特征在于所說(shuō)的信號(hào)提取裝置包括去擴(kuò)展/合成裝置，該裝置用加權(quán)系數(shù)對(duì)所說(shuō)的取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展和線性合成以便得到所說(shuō)的合成信號(hào)，并且輸出所說(shuō)的合成信號(hào)和要被所述的加權(quán)系數(shù)的相乘信號(hào)；以及系數(shù)控制裝置，所說(shuō)的要被相乘的信號(hào)和所說(shuō)的合成信號(hào)送到該裝置，并由它計(jì)算在限定所說(shuō)的加權(quán)系數(shù)的情況下使所說(shuō)的合成信號(hào)的平均功率最小的所說(shuō)的加權(quán)系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的去擴(kuò)展/合成裝置包括去擴(kuò)展裝置，它用多個(gè)去擴(kuò)展碼把所說(shuō)的取樣信號(hào)去擴(kuò)展成為多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)，并把所說(shuō)的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)作為所說(shuō)的要被相乘的信號(hào)輸出；和把所說(shuō)的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)與所說(shuō)的加權(quán)系數(shù)相乘并把相乘后的信號(hào)合成為所說(shuō)的合成信號(hào)的線性合成裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的去擴(kuò)展裝置的多個(gè)去擴(kuò)展碼由所需信號(hào)的擴(kuò)展碼和一個(gè)或多個(gè)與其正交的擴(kuò)展碼構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的去擴(kuò)展/合成裝置是用橫向?yàn)V波器把所說(shuō)的取樣信號(hào)序列和所說(shuō)的加權(quán)系數(shù)的序列進(jìn)行卷積，再把經(jīng)卷積的信號(hào)作為所說(shuō)的合成信號(hào)輸出并把取樣信號(hào)序列作為所說(shuō)的要被相乘的信號(hào)輸出的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的取樣裝置是按規(guī)定的時(shí)間間隔取樣一個(gè)或多個(gè)收到的信號(hào)并輸出一個(gè)或多個(gè)取樣信號(hào)的裝置；所說(shuō)的信號(hào)提取裝置是分集信號(hào)提取裝置，它用所說(shuō)的去擴(kuò)展/合成裝置和所說(shuō)的系數(shù)控制裝置對(duì)所說(shuō)的取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展和線性合成并輸出多個(gè)支路合成信號(hào)；以及它由對(duì)所說(shuō)的多個(gè)支路合成信號(hào)進(jìn)行分集--合成/解調(diào)并輸出判定信號(hào)的分集解調(diào)裝置構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的取樣裝置是把從多個(gè)天線收到的電波產(chǎn)生的收到的信號(hào)作為所說(shuō)的取樣信號(hào)來(lái)輸出的裝置；以及所說(shuō)的分集信號(hào)提取裝置是由所說(shuō)的對(duì)每個(gè)所說(shuō)的取樣信號(hào)的去擴(kuò)展/合成裝置和所說(shuō)的系數(shù)控制裝置構(gòu)成并作為所說(shuō)的多個(gè)支路合成信號(hào)輸出所說(shuō)的多個(gè)去擴(kuò)展/合成裝置輸出的合成信號(hào)的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的取樣裝置是把從單個(gè)天線收到的電波產(chǎn)生的收到的信號(hào)作為單個(gè)取樣信號(hào)來(lái)輸出的裝置；以及所說(shuō)的分集信號(hào)提取裝置是按不同的時(shí)序執(zhí)行所說(shuō)的去擴(kuò)展/合成裝置和所說(shuō)的系數(shù)控制裝置的處理步驟并把這種信號(hào)處理的結(jié)果作為所說(shuō)的多個(gè)支路合成信號(hào)來(lái)輸出的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的去擴(kuò)展/合成裝置包括去擴(kuò)展裝置，它用多個(gè)去擴(kuò)展碼把所說(shuō)的取樣信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展以便得到多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)，并把它們作為所說(shuō)的要被相乘的信號(hào)輸出；和多個(gè)線性合成裝置，它們按不同的定時(shí)取樣所說(shuō)的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)，然后把按所說(shuō)的不同定時(shí)取樣的經(jīng)取樣的去擴(kuò)展信號(hào)與各個(gè)定時(shí)的加權(quán)系數(shù)相乘并把經(jīng)相乘的信號(hào)合成為所說(shuō)的支路合成信號(hào)；和所說(shuō)的系數(shù)控制裝置是多個(gè)系數(shù)控制裝置，它把按所說(shuō)的不同的定時(shí)取樣的所說(shuō)的經(jīng)取樣的去擴(kuò)展信號(hào)用作所說(shuō)的要被相乘的信號(hào)，并且產(chǎn)生用于所說(shuō)的不同定時(shí)的加權(quán)系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的去擴(kuò)展裝置的多個(gè)去擴(kuò)展碼是所需信號(hào)的擴(kuò)展碼和一個(gè)或多個(gè)與之相正交的擴(kuò)展碼；以及用與所說(shuō)的所需信號(hào)的擴(kuò)展碼相正交的所說(shuō)的一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展碼進(jìn)行去擴(kuò)展的去擴(kuò)展信號(hào)的取樣定時(shí)與用所說(shuō)的所需信號(hào)的擴(kuò)展碼進(jìn)行去擴(kuò)展的去擴(kuò)展信號(hào)的取樣定時(shí)在取樣相位上是不同步的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的去擴(kuò)展裝置的多個(gè)去擴(kuò)展碼是所需信號(hào)的擴(kuò)展碼和一個(gè)或多個(gè)與所需信號(hào)的擴(kuò)展碼及按所說(shuō)的定時(shí)把所需信號(hào)的擴(kuò)展碼移位而產(chǎn)生的碼都正交的擴(kuò)展碼，并且用所說(shuō)的一個(gè)或多個(gè)與所需信號(hào)的擴(kuò)展碼及把所需信號(hào)的擴(kuò)展碼移位而產(chǎn)生的碼都正交的擴(kuò)展碼進(jìn)行去擴(kuò)展的所說(shuō)的去擴(kuò)展信號(hào)的取樣定時(shí)在取樣相位上與用所需信號(hào)的擴(kuò)展碼進(jìn)行去擴(kuò)展的所說(shuō)的去擴(kuò)展信號(hào)是同步的。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的去擴(kuò)展/合成裝置是用橫向?yàn)V波器把所說(shuō)的取樣信號(hào)序列和所說(shuō)的加權(quán)系數(shù)的序列進(jìn)行卷積，再輸出所說(shuō)的多個(gè)支路合成信號(hào)并把取樣信號(hào)序列作為所說(shuō)的要被相乘的信號(hào)輸出的裝置；以及所說(shuō)的系數(shù)控制裝置是根據(jù)所說(shuō)的要被相乘的信號(hào)和所說(shuō)的多個(gè)支路合成信號(hào)為所說(shuō)的不同的定時(shí)輸出所說(shuō)的加權(quán)系數(shù)的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的取樣裝置按照比所說(shuō)的去擴(kuò)展碼的時(shí)隙周期短的周期執(zhí)行所說(shuō)的取樣。
13.根據(jù)權(quán)利要求2、6、或8的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的系數(shù)控制裝置是使用所說(shuō)的多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)的相關(guān)矩陣、把所說(shuō)的多個(gè)去擴(kuò)展碼和所需信號(hào)的去擴(kuò)展碼之間的互相關(guān)量作為其元素的引導(dǎo)矢量和使用所說(shuō)的引導(dǎo)矢量的加權(quán)系數(shù)限定來(lái)計(jì)算所說(shuō)的加權(quán)系數(shù)的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的取樣周期是時(shí)隙周期的一半，所說(shuō)的所需信號(hào)的去擴(kuò)展碼具有通過(guò)插入其碼元而加倍的碼元數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求3、9或10的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的系數(shù)控制裝置是使與所說(shuō)的所需信號(hào)的去擴(kuò)展碼相乘的加權(quán)系數(shù)恒定不變并且用多個(gè)去擴(kuò)展信號(hào)的相關(guān)矩陣計(jì)算其它加權(quán)系數(shù)的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的取樣周期是時(shí)隙周期的一半，所說(shuō)的所需信號(hào)的去擴(kuò)展碼具有通過(guò)插入其碼元而加倍的碼元數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求4或11的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的系數(shù)控制裝置是使用所說(shuō)的要被相乘的信號(hào)的相關(guān)矩陣、使用所需信號(hào)的去擴(kuò)展碼的每個(gè)時(shí)隙信號(hào)作為其元素的引導(dǎo)矢量和使用所說(shuō)的引導(dǎo)矢量的加權(quán)系數(shù)限定來(lái)計(jì)算所說(shuō)的加權(quán)系數(shù)的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于所說(shuō)的取樣周期是時(shí)隙周期的一半，并且在所說(shuō)的取樣周期是時(shí)隙周期的情況下所說(shuō)的引導(dǎo)矢量具有通過(guò)插入引導(dǎo)矢量的元素而加倍的元素?cái)?shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收，其特征在于所說(shuō)的系數(shù)控制裝置是用滿足加權(quán)系數(shù)限定的遞歸算法計(jì)算所說(shuō)的加權(quán)系數(shù)的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于該接收機(jī)接收由發(fā)送處理裝置產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)作為所說(shuō)的收到的信號(hào)，所說(shuō)的發(fā)送處理裝置由包括有限帶寬濾波器和擴(kuò)展裝置的調(diào)制裝置的級(jí)聯(lián)所構(gòu)成。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于該接收機(jī)接收由發(fā)送處理裝置產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)作為所說(shuō)的收到的信號(hào)，所說(shuō)的發(fā)送處理裝置由用RZ信號(hào)形成碼元波形的調(diào)制裝置和擴(kuò)展裝置的級(jí)聯(lián)所構(gòu)成。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于該接收機(jī)接收由發(fā)送處理裝置產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)作為所說(shuō)的收到的信號(hào)，所說(shuō)的發(fā)送處理裝置由調(diào)制裝置、擴(kuò)展裝置和在大約與所說(shuō)的算法的時(shí)間常數(shù)相同的時(shí)間周期內(nèi)逐漸增大所說(shuō)的發(fā)射信號(hào)電平的功率控制裝置的級(jí)聯(lián)所構(gòu)成。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于該接收機(jī)接收由發(fā)送處理裝置產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)作為所說(shuō)的收到的信號(hào)，所說(shuō)的發(fā)送處理裝置由時(shí)序移位過(guò)的調(diào)制裝置和擴(kuò)展裝置的級(jí)聯(lián)所構(gòu)成。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，其特征在于該接收機(jī)接收由發(fā)送處理裝置產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)作為所說(shuō)的收到的信號(hào)，所說(shuō)的發(fā)送處理裝置由用來(lái)產(chǎn)生具有周期性插入到其中的訓(xùn)練信號(hào)的信號(hào)幀的幀發(fā)生裝置、調(diào)制裝置和擴(kuò)展裝置的級(jí)聯(lián)所構(gòu)成。
全文摘要
一種自適應(yīng)擴(kuò)頻接收機(jī)，將擴(kuò)頻接收信號(hào)的取樣信號(hào)送到多個(gè)區(qū)配濾波器將它們?nèi)U(kuò)展；所需信號(hào)的擴(kuò)展碼用作匹配濾波器之一的去擴(kuò)展碼，而與所需信號(hào)的擴(kuò)展碼正交并相互正交的多個(gè)擴(kuò)展碼用在多個(gè)匹配濾波器中去擴(kuò)展。這些濾波器的輸出信號(hào)號(hào)分別乘以加權(quán)系數(shù)；把該相乘的輸出信號(hào)線性合成為合成信號(hào)。乘以加權(quán)系數(shù)的信號(hào)和合成信號(hào)被送到系數(shù)控制器，并用在限定加權(quán)系數(shù)下使合成信號(hào)的平均功率最小的算法來(lái)決定加權(quán)系數(shù)。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1122176SQ9519000
公開(kāi)日1996年5月8日 申請(qǐng)日期1995年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月10日
發(fā)明者府川和彥, 鈴木博 申請(qǐng)人:Ntt移動(dòng)通信網(wǎng)株式會(huì)社