專(zhuān)利名稱(chēng)：減小干擾的方法,和一種無(wú)線電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無(wú)線電系統(tǒng)中的減小干擾的方法，該無(wú)線電系統(tǒng)包括一些基站和用戶終端設(shè)備，這些基站和用戶終端設(shè)備都包含一個(gè)發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)，并且它們采用一種擴(kuò)頻方法，用于發(fā)送信號(hào)，在該方法中利用擴(kuò)展碼將窄帶信號(hào)擴(kuò)展為寬帶信號(hào)。
本發(fā)明還涉及一種無(wú)線電系統(tǒng)，該無(wú)線電系統(tǒng)包括一些基站和用戶終端設(shè)備，這些基站和用戶終端設(shè)備都包含一個(gè)發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)，并且它們被安排采用一種擴(kuò)頻方法，用于發(fā)送信號(hào)，在該方法中利用擴(kuò)展碼將窄帶信號(hào)擴(kuò)展為寬帶信號(hào)。
在擴(kuò)展的信號(hào)系統(tǒng)中尤其在CDMA技術(shù)中，利用一個(gè)具有比數(shù)據(jù)信號(hào)帶寬更寬的擴(kuò)展碼將用戶的窄帶數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到一個(gè)相對(duì)寬帶，通常在1MHz以上。一般，一個(gè)擴(kuò)展碼由一個(gè)長(zhǎng)偽隨機(jī)比特序列構(gòu)成。擴(kuò)展碼的比特率大大高于數(shù)據(jù)信號(hào)的比特率，為了區(qū)別于數(shù)據(jù)比特和數(shù)據(jù)碼元(symbols)擴(kuò)展碼的比特稱(chēng)之為碼片。用戶的每個(gè)數(shù)據(jù)碼元乘以擴(kuò)展碼的所有碼片。這樣，窄帶數(shù)據(jù)信號(hào)將擴(kuò)展到擴(kuò)展碼所使用的頻帶。每個(gè)用戶的信號(hào)都有一個(gè)特定的擴(kuò)展碼。當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)在同一頻帶上發(fā)送其信號(hào)時(shí)，在接收機(jī)中根據(jù)偽隨機(jī)擴(kuò)展碼將數(shù)據(jù)信號(hào)區(qū)分開(kāi)。
然而，CDMA系統(tǒng)中所用的擴(kuò)展碼的比特序列不完全是相互獨(dú)立的，即不是正交的。如果該序列相互相對(duì)有移位，則非正交性更嚴(yán)重，這種非理想情況導(dǎo)致不同碼之間的互相關(guān)在不同的時(shí)延值上有變化。因此，當(dāng)信號(hào)的尋路及由此而產(chǎn)生的時(shí)延改變時(shí)，尤其當(dāng)用戶終端設(shè)備移動(dòng)時(shí)，來(lái)自不同無(wú)線電系統(tǒng)的信號(hào)的互相干擾在多徑傳播中有變化。這樣，在基于擴(kuò)展碼相關(guān)性的干擾消除中，必須不斷校正一個(gè)相關(guān)矩陣，這對(duì)計(jì)算而言是很繁重的。另外，當(dāng)與高數(shù)據(jù)速率對(duì)應(yīng)的時(shí)延等于該碼序列(即數(shù)據(jù)碼元)的長(zhǎng)度時(shí)，這將造成信號(hào)之間的互相干擾。由于時(shí)延在變化，當(dāng)想達(dá)到低互相關(guān)值時(shí)，很難選擇所要使用的擴(kuò)展碼。
現(xiàn)有無(wú)線電系統(tǒng)沒(méi)有采用干擾消除，繼而系統(tǒng)的容量仍將是相對(duì)較小且連接質(zhì)量將會(huì)受損。由于這些擴(kuò)展碼之間的互相關(guān)在所有時(shí)延值上都必須很小，因此有用的擴(kuò)展碼的數(shù)量仍將是很少。
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種方法，利用該方法可擴(kuò)大該無(wú)線電系統(tǒng)的容量，增加有用擴(kuò)展碼的數(shù)量，并改善連接質(zhì)量。還可以減小消除干擾所需的計(jì)算量。
這可用前言中所說(shuō)明的方法實(shí)現(xiàn)，該方法其特征在于信號(hào)的接收機(jī)形成有關(guān)它所接收到的信號(hào)的互相干擾信息，并且接收機(jī)根據(jù)該互相干擾信息向信號(hào)的發(fā)射機(jī)發(fā)送一個(gè)該信號(hào)的擴(kuò)展碼的控制命令，該控制命令包含有關(guān)在擴(kuò)展碼的相位設(shè)置中所需的相位控制的大小的信息，信號(hào)的接收機(jī)類(lèi)似地改變用于接收的其擴(kuò)展碼的相位設(shè)置，而信號(hào)的發(fā)射機(jī)根據(jù)信號(hào)的接收機(jī)所發(fā)送的控制命令調(diào)整用于發(fā)射該信號(hào)的擴(kuò)展碼的相位，以減小各個(gè)信號(hào)間的互相干擾。
本發(fā)明的這種方法，其特征還在于信號(hào)的接收機(jī)向信號(hào)的發(fā)射機(jī)發(fā)送一個(gè)該信號(hào)的擴(kuò)展碼的控制命令，該控制命令包含有關(guān)跳相的信息，信號(hào)的接收機(jī)類(lèi)似地對(duì)用于接收的其擴(kuò)展碼的相位進(jìn)行跳相，而信號(hào)的發(fā)射機(jī)根據(jù)一個(gè)預(yù)定的序列通過(guò)對(duì)擴(kuò)展碼的相位不斷地進(jìn)行跳相來(lái)調(diào)整用于發(fā)射的擴(kuò)展碼的相位，以減小各個(gè)信號(hào)間的互相干擾。
本發(fā)明的這種無(wú)線電系統(tǒng)，其特征在于信號(hào)的接收機(jī)包括一個(gè)用于對(duì)其接收到的信號(hào)形成互相干擾信息的干擾信息裝置，該接收機(jī)包括一個(gè)命令裝置，該裝置被安排根據(jù)由干擾信息裝置形成的互相干擾信息形成一個(gè)擴(kuò)展碼的相位的控制命令，并在該控制命令中發(fā)送有關(guān)擴(kuò)展碼的相位調(diào)整的大小或有關(guān)擴(kuò)展碼跳相的序列的信息，信號(hào)的接收機(jī)被安排根據(jù)該控制命令調(diào)整其接收的擴(kuò)展碼的相位，而信號(hào)的發(fā)射機(jī)包括一個(gè)根據(jù)信號(hào)的接收機(jī)所發(fā)送的控制命令用于調(diào)整其擴(kuò)展碼的相位的控制裝置。
下面，參照根據(jù)附圖所舉的例子更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中

圖1說(shuō)明了一種無(wú)線電系統(tǒng)，
圖2說(shuō)明了在一個(gè)基站和一個(gè)用戶終端設(shè)備之間用于設(shè)置一個(gè)擴(kuò)展碼的業(yè)務(wù)，圖3說(shuō)明了在一個(gè)基站和一個(gè)用戶終端設(shè)備之間用于對(duì)一個(gè)擴(kuò)展碼進(jìn)行跳相的業(yè)務(wù)，圖4說(shuō)明了一個(gè)基站的原理框圖，和圖5說(shuō)明了一個(gè)用戶終端設(shè)備的原理框圖。
圖1說(shuō)明一例典型的無(wú)線電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用戶終端設(shè)備12至16和基站10和11?；?0和11以及用戶終端設(shè)備12至16發(fā)送和接收各自的信號(hào)17。無(wú)論基站10和11還是用戶終端設(shè)備12至17都包含一個(gè)發(fā)射機(jī)部件101和一個(gè)接收機(jī)部件102以及一個(gè)將這兩者分開(kāi)的裝置41，收發(fā)信機(jī)的結(jié)構(gòu)通過(guò)它們得以實(shí)施。在典型的無(wú)線電系統(tǒng)中，基站10和11連接到基站控制器(未在圖中標(biāo)出)，基站控制器依次連接到一個(gè)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)交換中心(未在圖中標(biāo)出)。移動(dòng)通信業(yè)務(wù)交換中心連接到其他電話網(wǎng)和電信網(wǎng)(未在圖中標(biāo)出)。本發(fā)明的這一實(shí)施方案可用于數(shù)字無(wú)線電系統(tǒng)，其中通過(guò)擴(kuò)展碼將窄帶信號(hào)擴(kuò)展為寬帶信號(hào)來(lái)發(fā)送數(shù)字信號(hào)。一般地，例如在CDMA系統(tǒng)中，擴(kuò)展碼是數(shù)字偽噪聲碼。
假定用戶終端設(shè)備12向基站10靠近，用戶終端設(shè)備13從基站10移開(kāi)，而無(wú)論用戶終端設(shè)備12還是13均與基站10相連接。由于用戶終端設(shè)備12和13與基站10之間的距離一直在變化，因此信號(hào)17和18到基站10的傳播時(shí)間也變化。當(dāng)信號(hào)17的傳播時(shí)間變短而信號(hào)18的傳播時(shí)間增加時(shí)，相互對(duì)應(yīng)的信號(hào)17和18的擴(kuò)展碼的碼片移動(dòng)，即它們相互相對(duì)被延時(shí)。這使得在基站10上的信號(hào)17和18的互相干擾隨互相移位而變化。在本發(fā)明的這一優(yōu)選實(shí)施方式中，基站10一直測(cè)量這些信號(hào)的互相干擾，并當(dāng)這一互相干擾太大時(shí)，例如基站10最好向用戶終端設(shè)備12發(fā)送一個(gè)控制命令，利用該控制命令，為用戶終端設(shè)備12的擴(kuò)展碼的相位設(shè)置一個(gè)新的值，或最好在至少兩個(gè)不同的相位之間不斷地進(jìn)行跳相來(lái)改變用戶終端設(shè)備的擴(kuò)展碼的相位。
圖2示出了本發(fā)明的一種實(shí)施方案，其中擴(kuò)展碼的相位可設(shè)置為所要求高的值。在一個(gè)典型的實(shí)施方案中，基站10對(duì)用戶終端設(shè)備12的互相干擾的結(jié)果進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)設(shè)置所要求的相位或通過(guò)跳相對(duì)用戶終端設(shè)備12的擴(kuò)展碼的相位進(jìn)行控制。當(dāng)基站10想要調(diào)整用戶終端設(shè)備12的擴(kuò)展碼的相位時(shí)，基站10最好用與一個(gè)功率控制命令信號(hào)同樣的方法在控制信道上向用戶終端設(shè)備12發(fā)送擴(kuò)展碼的相位的一個(gè)控制命令信號(hào)22。然后基站10就開(kāi)始使用與用戶終端設(shè)備12和13所用的同樣的擴(kuò)展碼的相位或擴(kuò)展碼的跳相。用戶終端設(shè)備12在接收到控制命令信號(hào)22后發(fā)送擴(kuò)展碼的相位調(diào)整的一個(gè)確認(rèn)信號(hào)23。由基站10發(fā)送的控制命令22至少控制用戶終端設(shè)備12的業(yè)務(wù)信道的傳輸，直到基站10發(fā)送一個(gè)新的控制命令22，然后用戶終端設(shè)備12發(fā)送其按控制命令22的相位進(jìn)行擴(kuò)展編碼的信號(hào)24。擴(kuò)展碼的相位最好通過(guò)在擴(kuò)展碼中加上或從擴(kuò)展碼中減去一個(gè)或多個(gè)碼片或一個(gè)碼片的一部分來(lái)被調(diào)整。通過(guò)加上或減去該擴(kuò)展碼的僅僅一個(gè)碼片，可使調(diào)整信息信號(hào)22盡可能短，并因此對(duì)該無(wú)線電系統(tǒng)的容量的限制盡可能地小。當(dāng)使用一個(gè)數(shù)字化脈沖形式時(shí)，加上該擴(kuò)展碼的碼片的一部分可能使得傳輸帶即刻加寬，這可以通過(guò)用這樣一種不會(huì)使帶寬加寬的波形對(duì)該脈沖的一部分進(jìn)行竄改來(lái)避免。通過(guò)省略去一個(gè)碼片或一個(gè)碼片的幾個(gè)部分，可以用同樣的方式來(lái)操作，被省略的部分可以用一個(gè)將保持帶寬不變的適當(dāng)波形來(lái)取代。這些過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)，因此這些準(zhǔn)備好的數(shù)字化碼片或一些碼片的某些部分存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，其碼片可以被加到擴(kuò)展碼的所要求的位置上。
本發(fā)明的操作方面的優(yōu)點(diǎn)是，來(lái)自用戶終端設(shè)備12和13的信號(hào)的時(shí)延及由此產(chǎn)生的相互相對(duì)的相位差近似地仍將同樣是時(shí)間和距離的函數(shù)。通過(guò)調(diào)整信號(hào)24的擴(kuò)展碼的相位，這是可能實(shí)現(xiàn)的。然后更好地避免了基站10監(jiān)控用戶終端設(shè)備12的時(shí)延，及對(duì)不同用戶終端設(shè)備之間的互相關(guān)矩陣進(jìn)行校正，這些矩陣用于減小這些信號(hào)的互相干擾。互相關(guān)C(τ)一般可用下列公式(1)進(jìn)行計(jì)算C(τ)=∫ABfi(t)·fj(t+τ)dt,-----(1)]]>式中，fi(t)為信號(hào)i,fj(t+τ)為延時(shí)了τ的信號(hào)j,A和B限定互相關(guān)計(jì)算的區(qū)域。該互相關(guān)矩陣包括了在區(qū)間[A,B]上處于不同信號(hào)值的各個(gè)信號(hào)之間的相關(guān)性，其中A和B為系統(tǒng)特定的已知值。
在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，不同的信號(hào)24和25的擴(kuò)展碼的相位相互相對(duì)地不完全保持不變，然而本發(fā)明中，信號(hào)間的相位差可能以N/8的速率處于最高值，這里N是每個(gè)數(shù)據(jù)碼元的碼片中的一個(gè)擴(kuò)展碼的長(zhǎng)度。實(shí)際上，N例如可以是64，在這種情況下，最大相位差是8個(gè)碼片。這表明，不同信號(hào)的一些擴(kuò)展碼并由此還有一些數(shù)據(jù)碼元相互相對(duì)地僅延時(shí)幾個(gè)碼片，并且這些數(shù)據(jù)碼元在相位上很合適，即相互相對(duì)地被同步。下面的例子旨在說(shuō)明這一情況基站10接收已調(diào)整了擴(kuò)展碼的信號(hào)的兩個(gè)數(shù)據(jù)碼元i和k，其碼元可從用戶終端設(shè)備12和13接收，且由9個(gè)碼片構(gòu)成的擴(kuò)展碼擴(kuò)展111-11-11-1-1信號(hào)i數(shù)據(jù)碼元j11-11-11-1-1-1信號(hào)k數(shù)據(jù)碼元j其中，行中的1和-1表示擴(kuò)展碼的碼片；上一行中的碼片的序列是某信號(hào)i的擴(kuò)展碼，用它擴(kuò)展信號(hào)i的某數(shù)據(jù)碼元j；下一行中是某信號(hào)k的數(shù)據(jù)碼元j的其碼已被變換的擴(kuò)展碼，就是說(shuō)，相對(duì)于上一行的碼片延時(shí)了1個(gè)碼片。碼片1和-1表示比特，用一種已知的方法將二元域
變換到二元域[-1,1]，它們即可從比特0和1導(dǎo)出。因此不同信號(hào)i和k中的數(shù)據(jù)碼元j(對(duì)應(yīng)于這些信號(hào)從用戶終端設(shè)備12和13導(dǎo)出)很好地處在同一相位。
由于本發(fā)明的這一實(shí)施方案對(duì)信號(hào)不要求進(jìn)行精確的同步調(diào)整，因此本發(fā)明的這一實(shí)施方案比現(xiàn)有技術(shù)方案(它要求保持?jǐn)U展碼的嚴(yán)格的正交性)更容易實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用于實(shí)際。本發(fā)明中的一個(gè)重要的設(shè)計(jì)思想是，由信號(hào)間傳播差別或時(shí)延造成的互相干擾(一般用互相關(guān)來(lái)度量)可通過(guò)改變擴(kuò)展碼的相位來(lái)補(bǔ)償。
圖3示出了本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施方案，其中基站10命令用戶終端設(shè)備12對(duì)其擴(kuò)展碼的相位進(jìn)行跳相。因此基站10最好用與一個(gè)功率控制命令信號(hào)同樣的方法在控制信道上向用戶終端設(shè)備12發(fā)送擴(kuò)展碼的跳相的一個(gè)初始或改變控制命令32。用戶終端設(shè)備12在接收到命令信號(hào)32后發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信號(hào)33，此后通過(guò)利用在擴(kuò)展碼中的一個(gè)跳相發(fā)送一個(gè)業(yè)務(wù)信道信號(hào)34。然后擴(kuò)展碼最好至少有兩個(gè)不同的相位，這些相位以一個(gè)預(yù)定的方式被交替使用。擴(kuò)展碼的跳相使得在每一時(shí)刻來(lái)自用戶終端設(shè)備的信號(hào)的互相關(guān)的值的互相相關(guān)性更好地隨機(jī)化，互相關(guān)的一個(gè)可能大而且有害的值僅是瞬時(shí)的?；ハ嚓P(guān)的值并不是如此隨機(jī)，而是可以預(yù)先計(jì)算，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并在消除干擾時(shí)使用。因此，本發(fā)明的這一實(shí)施方案相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言可大量制造更簡(jiǎn)易的多用戶檢波器。
圖4示出了本發(fā)明的一個(gè)具有基本組成部分的典型基站。該基站包含一個(gè)發(fā)射機(jī)101和一個(gè)接收機(jī)102?；景ㄒ桓短炀€40，用于分離發(fā)射和接收方向的裝置41。用于分離發(fā)射和接收方向的裝置41一般包括一個(gè)雙濾波器并可能包括一個(gè)用于對(duì)發(fā)射和接收的分離進(jìn)行改善的循環(huán)器。發(fā)射端101一般包括射頻部件43，一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器44，一個(gè)接收部件46，一個(gè)命令裝置48，一個(gè)干擾消除裝置49a，一個(gè)干擾信息裝置49b，以及一個(gè)檢波和解碼裝置50。射頻部件43包括，例如一個(gè)射頻振蕩器431和一個(gè)乘法器432，在該乘法器中，被帶通濾波器433濾波后的接收信號(hào)乘以振蕩器431的信號(hào)以降低接收信號(hào)的頻率。再者，射頻部件43可認(rèn)為包括一個(gè)低通濾波器434，它濾除從乘法器432接收到的信號(hào)的高頻部分，和一個(gè)自動(dòng)增益控制部件435，通過(guò)它使信號(hào)電平基本保持不變。然后，模擬信號(hào)再傳送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器44，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以便基于微處理器的進(jìn)一步的信號(hào)處理。
在CDMA接收機(jī)實(shí)施方案中，例如瑞克接收機(jī)一般用作接收機(jī)部件46，瑞克接收機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)瑞克支路。每個(gè)瑞克支路一般包括時(shí)延調(diào)整部件462a和462b，乘法器463a和463b,I&D裝置464a和464b，乘法器465a和465b。瑞克接收機(jī)部件46還包括一個(gè)擴(kuò)展碼發(fā)生器461，一個(gè)信道估算器466和一個(gè)加法器467。每個(gè)支路是一個(gè)獨(dú)立的接收機(jī)單元，其作用是對(duì)某一接收信號(hào)的分量進(jìn)行組合和解調(diào)。每個(gè)瑞克支路都可被控制用以組合和解調(diào)，從而通過(guò)利用各支路的時(shí)延調(diào)整部件462a和462b與一個(gè)經(jīng)由不同路徑傳送的信號(hào)同步。解調(diào)在乘法器463a和463b中進(jìn)行。信號(hào)從乘法器463a傳送到I&D裝置464a，該裝置用這樣一種方式操作，它計(jì)算來(lái)自乘法器463a的二進(jìn)制信號(hào)的比特的和，比特?cái)?shù)等于擴(kuò)展碼的碼片數(shù)，該數(shù)對(duì)應(yīng)于擴(kuò)展碼的序列，也即對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)碼元。I&D求和后，將結(jié)果復(fù)位并從下一個(gè)數(shù)據(jù)碼元的起始點(diǎn)開(kāi)始求和。I&D裝置464b以類(lèi)似的方法操作，因?yàn)楦鱾€(gè)瑞克支路的工作原理是類(lèi)似的。此后，在常規(guī)的CDMA接收機(jī)中，接收機(jī)支路的信號(hào)最好由求和器467組合，據(jù)此，可更好地組合一個(gè)良好電平的和信號(hào)。求和可在乘法器465a和465b中由信道估算器466的一個(gè)估算來(lái)加權(quán)，據(jù)此，可用與現(xiàn)有技術(shù)同樣的方法來(lái)減小或完全消除在和中的不良支路的影響。本發(fā)明的基站的瑞克支路還可有特定的天線，射頻部件和A/D轉(zhuǎn)換器。如果在接收中各個(gè)信號(hào)分量不組合，那么接收機(jī)部件46基本類(lèi)似于瑞克接收機(jī)部件的單個(gè)支路(461,462a,463a,464a,465a,466和467)。
在CDMA系統(tǒng)中，也已利用一些已知的多用干擾消除方法(IC)和多用戶檢波(MUD)來(lái)減小多用干擾。利用這些方法，可最好地減小來(lái)自用戶所在小區(qū)的區(qū)域中的干擾，并因此改善系統(tǒng)的容量。利用這些方法無(wú)法改善基站覆蓋面的大小，即當(dāng)使用這些方法時(shí)，改變不了小區(qū)的大小。信號(hào)由干擾消除裝置49a從接收機(jī)部件46接收到，也可能從其他接收機(jī)部件和命令裝置48接收到。干擾信息裝置49b利用公式(1)計(jì)算接收信號(hào)的互相干擾，例如互相關(guān)。通過(guò)利用這些接收到的信號(hào)尤其是互相干擾信息，干擾消除裝置49a減小在信號(hào)檢波和解碼裝置50中出現(xiàn)的干擾。信號(hào)從信號(hào)檢波和解碼裝置50傳送到基站控制器，它按要求進(jìn)一步指令該信號(hào)。按所述IC和MUD方法工作的干擾消除裝置49a和干擾信息裝置49b雖然有優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)本發(fā)明而言它們不是必不可少的。
基站一般還包括一個(gè)功率控制裝置51a，具體地說(shuō)當(dāng)自動(dòng)增益控制部件435的控制基本上處于極限位置，檢波和解碼裝置50不能很好地區(qū)別碼元，或信道估算器466判定信道工作不佳時(shí)，基站用它來(lái)要求用戶終端設(shè)備12和13改變其發(fā)射功率。
發(fā)射機(jī)端101包括射頻部件42，一個(gè)擴(kuò)展編碼器45和一個(gè)信道復(fù)用器47。射頻部件42包括一個(gè)射頻振蕩器421，一個(gè)乘法器422，在該乘法器中，來(lái)自擴(kuò)展編碼器45的信號(hào)與來(lái)自射頻振蕩器421的高頻載波相乘。射頻部件42還包括一個(gè)帶通濾波器423，通過(guò)該濾波器使射頻信號(hào)的帶寬適合于系統(tǒng)的要求，和一個(gè)放大器424，通過(guò)它放大用于饋入天線的射頻信號(hào)。擴(kuò)展編碼器45包括一個(gè)擴(kuò)展碼或偽噪聲發(fā)生器451和乘法器452，在該乘法器中，數(shù)據(jù)信號(hào)被乘，即由偽噪聲擴(kuò)展碼來(lái)擴(kuò)展。當(dāng)將被發(fā)送的數(shù)據(jù)即該信號(hào)由基站10從基站控制器被接收時(shí)，該信道編碼的信號(hào)傳送到信道復(fù)用器47，在此，來(lái)自功率控制裝置51a的功率控制信息與該信號(hào)組合。在信道復(fù)用器47中，來(lái)自命令裝置48的擴(kuò)展碼的控制命令以與功率信息同樣的方法與該信號(hào)組合。此后，窄帶數(shù)據(jù)信號(hào)由擴(kuò)展編碼器45擴(kuò)展為寬帶數(shù)字信號(hào)，再由射頻裝置42將該寬帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻模擬信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)由裝置41(例如最好具有一個(gè)雙濾波器)通過(guò)天線40發(fā)送出去。
在本發(fā)明的實(shí)施方案中，命令裝置48例如檢測(cè)出由信道估算器466或干擾信息裝置49b發(fā)送給它的信號(hào)中至少有一個(gè)指示信號(hào)的質(zhì)量不好，這種情況下，例如互相關(guān)太大或信道質(zhì)量差。然后，命令裝置向信道復(fù)用器47發(fā)送一個(gè)控制命令，該命令以已知的方式最好以類(lèi)似于功率控制命令的方法傳送到天線40，并進(jìn)一步傳播到用戶終端設(shè)備12和13。根據(jù)本發(fā)明的這一實(shí)施方案，控制命令可以是用戶終端設(shè)備12和13的擴(kuò)展碼的相位設(shè)置，或至少兩個(gè)不同相位間的擴(kuò)展碼的跳相。命令裝置48通過(guò)控制擴(kuò)展碼發(fā)生器461變換基站10的特定的擴(kuò)展碼。命令裝置48最好使用差的信號(hào)質(zhì)量作為發(fā)送控制命令的基準(zhǔn)，但命令裝置48也可因?yàn)槟承┢渌蚝团c信號(hào)質(zhì)量沒(méi)有任何明顯關(guān)系的原因來(lái)發(fā)送控制命令。
用戶終端設(shè)備12和13的結(jié)構(gòu)與基站10的結(jié)構(gòu)很相似，都包含一個(gè)發(fā)射機(jī)101和一個(gè)接收機(jī)102。用戶終端設(shè)備包括一付天線40，用于分離發(fā)射和接收的裝置41。接收端102一般包括射頻部件43，一個(gè)接收機(jī)部件42，一個(gè)檢波和解碼裝置50。這些部件基本上以與基站中的部件同樣的方法工作。發(fā)射端101包括射頻部件42，一個(gè)擴(kuò)展編碼器45，一個(gè)功率控制器51b，一個(gè)碼元長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器52，一個(gè)擴(kuò)展碼控制裝置53，一個(gè)時(shí)鐘54，一個(gè)控制信道解碼器55和一個(gè)信道編碼器56。在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，擴(kuò)展編碼器包括一個(gè)擴(kuò)展碼發(fā)生器451，一個(gè)緩沖存儲(chǔ)器57，一個(gè)碼片裝置58和一個(gè)乘法器452。本發(fā)明的控制裝置60包括一個(gè)碼元長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器52，一個(gè)擴(kuò)展碼控制裝置53，和一個(gè)碼片裝置58。然而，是否需要緩沖存儲(chǔ)器57取決于擴(kuò)展碼發(fā)生器451的實(shí)現(xiàn)情況。如果擴(kuò)展碼發(fā)生器451是一個(gè)轉(zhuǎn)移寄存器，則需要緩沖存儲(chǔ)器57，但如果擴(kuò)展碼發(fā)生器451作為一個(gè)存儲(chǔ)器被實(shí)現(xiàn)，則當(dāng)然不需要緩沖存儲(chǔ)器57。
用戶終端設(shè)備的接收基本上以與基站的接收同樣的方法工作。信號(hào)在天線40處接收到，信號(hào)從該處至少通過(guò)一個(gè)雙型濾波器41傳送到射頻部件43。射頻部件43將信號(hào)的頻率降低到中頻，隨后模/數(shù)轉(zhuǎn)換器44將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。例如，接收部件46中的數(shù)字信號(hào)處理裝置對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。該信號(hào)從接收部件46傳送到檢波和解碼裝置50，信號(hào)從這里再傳送到用戶的應(yīng)用端。語(yǔ)音數(shù)據(jù)一般傳送到一個(gè)揚(yáng)聲器，用戶將從此處收聽(tīng)。接收還包括一個(gè)控制信道解碼裝置55，在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，它對(duì)由基站發(fā)送的擴(kuò)展碼的控制命令進(jìn)行解碼，然后再發(fā)送到該擴(kuò)展碼的控制裝置53。在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，控制裝置53控制碼片裝置58和擴(kuò)展碼的時(shí)鐘54，在擴(kuò)展編碼器45中，它們改變用戶終端設(shè)備為發(fā)射所用的擴(kuò)展碼。一般地，控制信道解碼裝置55還至少解碼由基站發(fā)送的發(fā)送到功率控制器51b中的功率控制命令。功率控制器51b例如通過(guò)控制放大器424控制用戶終端設(shè)備12和13的發(fā)射功率。
當(dāng)一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)正被發(fā)送時(shí)，信號(hào)一般被信源編碼，也可能被加密或被卷積編碼。信號(hào)還可在信道編碼器56中進(jìn)行信道編碼，在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，信號(hào)從該信道編碼器傳送到碼元長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器52，該調(diào)節(jié)器由擴(kuò)展碼控制裝置53控制。此后，該信號(hào)以一種已知的方式傳送到擴(kuò)展編碼器45，射頻部件42，并經(jīng)由裝置41到天線40。
當(dāng)在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，擴(kuò)展碼的控制命令由控制信道解碼器55進(jìn)行解碼時(shí)，該擴(kuò)展碼的控制裝置53可改變要被發(fā)送的數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度和/或控制偽噪聲發(fā)生器451的時(shí)鐘的頻率，這兩種方法對(duì)一個(gè)擴(kuò)展碼有多少碼片可同時(shí)用于擴(kuò)展某個(gè)數(shù)據(jù)碼元都可有效。再者或可選擇地，擴(kuò)展碼的控制裝置53可以控制碼片裝置以增加或減少擴(kuò)展碼的碼片。因此本發(fā)明的控制裝置60包括一個(gè)擴(kuò)展碼的控制裝置53，一個(gè)碼元長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器52和碼片裝置58。
現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明的這一實(shí)施方案中的用戶終端設(shè)備的操作進(jìn)行更詳細(xì)的考查。在接收到改變擴(kuò)展碼的命令后，擴(kuò)展碼控制裝置53指令碼元長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器52例如延長(zhǎng)數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度。這樣，時(shí)鐘54的操作不改變。由于數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度被延長(zhǎng)，因此擴(kuò)展碼由一個(gè)碼片、幾個(gè)碼片或一個(gè)碼片的幾個(gè)部分來(lái)補(bǔ)充以至擴(kuò)展碼的長(zhǎng)度基本上等于數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度。這在由擴(kuò)展碼控制裝置53控制的碼片裝置58中進(jìn)行。數(shù)據(jù)碼元的延長(zhǎng)對(duì)擴(kuò)展碼長(zhǎng)度的影響還可被補(bǔ)償，因此控制裝置53降低時(shí)鐘54的運(yùn)行速度。繼而擴(kuò)展碼的碼片延長(zhǎng)，而不必必須由碼片裝置58將一個(gè)碼片、幾個(gè)碼片或一個(gè)碼片的幾個(gè)部分加到擴(kuò)展碼上。再者，只要擴(kuò)展碼的長(zhǎng)度相對(duì)于該長(zhǎng)度(即相對(duì)于數(shù)據(jù)碼元的寬度)是合適的，那么碼片裝置也可以將一個(gè)碼片、幾個(gè)碼片或一個(gè)碼片的幾個(gè)部分加到擴(kuò)展碼上，同時(shí)降低時(shí)鐘54的運(yùn)行速度。
如果數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度縮短，那么在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，擴(kuò)展碼控制裝置53將指令碼片裝置以這樣一種方式，即使得擴(kuò)展碼的長(zhǎng)度適應(yīng)于數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度，來(lái)刪除一個(gè)碼片、幾個(gè)碼片或一個(gè)碼片的幾個(gè)部分。另一種可能是擴(kuò)展碼控制裝置53加快時(shí)鐘54的運(yùn)行速度，以致不必改變碼片的數(shù)量，而未改變的擴(kuò)展碼的長(zhǎng)度基本上等于縮短后的數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度。在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，只要擴(kuò)展碼的長(zhǎng)度相對(duì)于數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度是合適的，那么碼片裝置58將可以刪除一個(gè)碼片、幾個(gè)碼片或一個(gè)碼片的幾個(gè)部分，同時(shí)提高時(shí)鐘54的頻率。
在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，也可以不改變數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度而擴(kuò)展碼控制裝置53提高時(shí)鐘54的頻率，同時(shí)指令碼片裝置58將一個(gè)碼片、幾個(gè)碼片或一個(gè)碼片的幾個(gè)部分加到擴(kuò)展碼上，以便由于時(shí)鐘頻率更高因而傳送速率更快的擴(kuò)展碼基本上具有數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度。另一種替代方式是，擴(kuò)展碼控制裝置53降低時(shí)鐘54的頻率，同時(shí)指令碼片裝置58以這樣一種方式，即由于時(shí)鐘頻率更低因而傳送速率更慢的擴(kuò)展碼基本上具有數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度，從擴(kuò)展碼中刪除一個(gè)碼片、幾個(gè)碼片或一個(gè)碼片的幾個(gè)部分。擴(kuò)展碼控制命令包括，例如應(yīng)當(dāng)改變其擴(kuò)展碼的發(fā)射機(jī)的信息，并可能包括有關(guān)所改變的寬度的信息。改變其擴(kuò)展碼的發(fā)射機(jī)一般是用戶終端設(shè)備。在這些實(shí)現(xiàn)方式中，時(shí)鐘54的時(shí)鐘頻率的改變?nèi)Q于擴(kuò)展碼發(fā)生器451的實(shí)現(xiàn)情況。如果擴(kuò)展碼發(fā)生器451是一個(gè)轉(zhuǎn)移寄存器，則有必要改變時(shí)鐘頻率以便擴(kuò)展碼發(fā)生器451的擴(kuò)展碼可改變其臨時(shí)長(zhǎng)度(temporal length)。如果擴(kuò)展碼發(fā)生器451作為一個(gè)存儲(chǔ)器被實(shí)現(xiàn)，則不必為改變擴(kuò)展碼的長(zhǎng)度而改變時(shí)鐘頻率，但可以在擴(kuò)展碼發(fā)生器451的存儲(chǔ)器上超過(guò)存儲(chǔ)器地址跳躍，或多次讀同一存儲(chǔ)器地址。
在本發(fā)明的第二種實(shí)施方案中，擴(kuò)展碼至少在兩個(gè)不同的擴(kuò)展碼之間跳躍。這例如用這樣一種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即擴(kuò)展碼控制裝置53指令碼片裝置58以適當(dāng)?shù)拇涡蚋淖償U(kuò)展碼的相位，在這種情況下，最好將改變擴(kuò)展碼的起始點(diǎn)。同時(shí)，在必要時(shí)，擴(kuò)展碼控制裝置53改變時(shí)鐘的頻率，以便擴(kuò)展碼基本上具有數(shù)據(jù)碼元的長(zhǎng)度。在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，可在擴(kuò)展碼中加上或從擴(kuò)展碼中減去一個(gè)碼片、幾個(gè)碼片和/或一個(gè)碼片的幾個(gè)部分，在這種情況下，其相位將改變。碼片裝置58可通過(guò)交替地選擇至少兩個(gè)具有不同相位的擴(kuò)展碼序列中的一個(gè)來(lái)改變擴(kuò)展碼的相位，這些序列最好存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器57中。相位調(diào)整可通過(guò)利用一個(gè)對(duì)不同擴(kuò)展碼具有不同時(shí)延的轉(zhuǎn)移寄存器型存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，即擴(kuò)展碼的碼片在不同的轉(zhuǎn)移寄存器中相互相對(duì)地轉(zhuǎn)移。這些擴(kuò)展碼可交替地例如按行存儲(chǔ)在矩陣型存儲(chǔ)器中，在跳相期間從該矩陣型存儲(chǔ)器中交替地從不同的行中讀出擴(kuò)展碼。擴(kuò)展碼的相位在不同的行中最好是不同的。由于擴(kuò)展碼是偽隨機(jī)的，這使得可從一個(gè)特定的擴(kuò)展碼直接跳相到該碼的任一相位。擴(kuò)展碼控制裝置53具有一個(gè)根據(jù)存儲(chǔ)的控制命令的跳相指令，控制裝置53利用該指令既可控制時(shí)鐘54又可控制碼片裝置。跳相指令包括例如將要對(duì)其擴(kuò)展碼進(jìn)行跳相的發(fā)射機(jī)的信息，將被用于跳相的至少兩個(gè)不同的擴(kuò)展碼的信息，并可能包括跳相的寬度信息。當(dāng)發(fā)射機(jī)101和接收機(jī)102都知道跳相序列時(shí)，即它是預(yù)定的，則這兩者可同步對(duì)其擴(kuò)展碼進(jìn)行跳相，從而可在接收時(shí)對(duì)擴(kuò)展碼進(jìn)行解碼。一般有4個(gè)或8個(gè)跳相就足夠。對(duì)其擴(kuò)展碼進(jìn)行跳相的發(fā)射機(jī)一般是用戶終端設(shè)備。
因?yàn)榛?0和用戶終端設(shè)備12和13的收發(fā)信機(jī)的主要部件是相似的，因此實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這一實(shí)施方案也是可行的，結(jié)果是用戶終端設(shè)備12和13向基站10發(fā)送一個(gè)擴(kuò)展碼控制命令，而基站10根據(jù)本發(fā)明的方案控制其擴(kuò)展碼。在基站和用戶終端設(shè)備中，最好都以例如由VLSI和ASIC電路構(gòu)成的微處理器為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。
盡管以上參照按照相應(yīng)圖所舉的例子敘述了本發(fā)明，顯然本發(fā)明并不局限于此，在隨后的權(quán)利要求書(shū)中所揭示的本發(fā)明設(shè)計(jì)思想范圍內(nèi)，可以不同方式進(jìn)行變形。
權(quán)利要求
1．一種用于無(wú)線電系統(tǒng)中的減小干擾的方法，該無(wú)線電系統(tǒng)包括一些基站(10至11)和用戶終端設(shè)備(12至16)，這些基站和用戶終端設(shè)備都包含一個(gè)發(fā)射機(jī)(101)和一個(gè)接收機(jī)(102)，并且它們采用一種擴(kuò)頻方法，用于發(fā)送信號(hào)，在該方法中利用擴(kuò)展碼將窄帶信號(hào)擴(kuò)展為寬帶信號(hào)，其特征在于信號(hào)的接收機(jī)(102)形成有關(guān)它所接收到的信號(hào)的互相干擾信息，并且接收機(jī)(102)根據(jù)該互相干擾信息向信號(hào)的發(fā)射機(jī)(101)發(fā)送一個(gè)該信號(hào)的擴(kuò)展碼的控制命令，該控制命令包含有關(guān)在擴(kuò)展碼的相位設(shè)置中所需的相位控制的大小的信息，信號(hào)的接收機(jī)(102)類(lèi)似地改變用于接收的其擴(kuò)展碼的相位設(shè)置，信號(hào)的發(fā)射機(jī)(101)根據(jù)信號(hào)的接收機(jī)(102)所發(fā)送的控制命令調(diào)整用于發(fā)射該信號(hào)的擴(kuò)展碼的相位，以減小信號(hào)間的互相干擾。
2．一種用于無(wú)線電系統(tǒng)中的減小干擾的方法，該無(wú)線電系統(tǒng)包括一些基站(10至11)和用戶終端設(shè)備(12至16)，這些基站和用戶終端設(shè)備都包含一個(gè)發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)，并且它們采用一種擴(kuò)頻方法，用于發(fā)送信號(hào)，在該方法中利用擴(kuò)展碼將窄帶信號(hào)擴(kuò)展為寬帶信號(hào)，其特征在于信號(hào)的接收機(jī)(102)向信號(hào)的發(fā)射機(jī)發(fā)送一個(gè)該信號(hào)的擴(kuò)展碼的控制命令，該控制命令包含有關(guān)跳相的信息，信號(hào)的接收機(jī)(102)類(lèi)似地對(duì)用于接收的其擴(kuò)展碼的相位進(jìn)行跳相，和信號(hào)的發(fā)射機(jī)(101)根據(jù)一個(gè)預(yù)定的序列通過(guò)對(duì)擴(kuò)展碼的相位不斷地進(jìn)行跳相來(lái)調(diào)整用于發(fā)射的擴(kuò)展碼的相位，以減小各個(gè)信號(hào)間的互相干擾。
3．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于用精確到一個(gè)碼片的精度來(lái)調(diào)整擴(kuò)展碼的相位。
4．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于用精確到擴(kuò)展碼的一個(gè)碼片的一部分的精度來(lái)調(diào)整擴(kuò)展碼的相位。
5．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于接收機(jī)(102)形成互相干擾信息，并當(dāng)該干擾信息大于預(yù)定值時(shí)，接收機(jī)在其控制命令中通知開(kāi)始擴(kuò)展碼跳相。
6．如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于接收機(jī)(102)通過(guò)計(jì)算它所接收到的信號(hào)的互相關(guān)形成互相干擾信息，
7．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于用戶終端設(shè)備(12至16)作為信號(hào)的發(fā)射機(jī)(101)工作，而基站(10至11)作為信號(hào)的接收機(jī)(102)工作。
8．一種無(wú)線電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一些基站(10至11)和用戶終端設(shè)備(12至16)，這些基站和用戶終端設(shè)備都包含一個(gè)發(fā)射機(jī)(101)和一個(gè)接收機(jī)(102)，并且它們被安排采用一種擴(kuò)頻方法，用于發(fā)送信號(hào)，在該方法中利用擴(kuò)展碼將窄帶信號(hào)擴(kuò)展為寬帶信號(hào)，其特征在于信號(hào)的接收機(jī)(102)包括一個(gè)用于對(duì)其接收到的信號(hào)形成互相干擾信息的干擾信息裝置(49b)，接收機(jī)(102)包括一個(gè)命令裝置(48)，該命令裝置被安排根據(jù)由干擾信息裝置(49b)形成的互相干擾信息形成一個(gè)擴(kuò)展碼的相位的控制命令，并在該控制命令中發(fā)送有關(guān)擴(kuò)展碼的相位調(diào)整的大小或有關(guān)擴(kuò)展碼跳相的序列的信息，信號(hào)的接收機(jī)(101)被安排根據(jù)該控制命令調(diào)整其接收的擴(kuò)展碼的相位，和信號(hào)的發(fā)射機(jī)(101)包括一個(gè)根據(jù)信號(hào)的接收機(jī)所發(fā)送的控制命令用于調(diào)整其擴(kuò)展碼的相位的控制裝置(60)。
9．如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電系統(tǒng)，其特征在于接收機(jī)(102)的命令裝置(48)被安排形成和發(fā)送一個(gè)擴(kuò)展碼控制命令，該控制命令包含有關(guān)該擴(kuò)展碼的單個(gè)相位變化的信息，和發(fā)射機(jī)(101)的控制裝置(60)被安排根據(jù)該控制命令調(diào)整該擴(kuò)展碼的相位。
10．如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電系統(tǒng)，其特征在于接收機(jī)(102)的命令裝置(48)被安排形成和發(fā)送一個(gè)擴(kuò)展碼控制命令，該控制命令包含跳相的信息，和發(fā)射機(jī)(101)的控制裝置(60)被安排根據(jù)一個(gè)預(yù)定的序列對(duì)擴(kuò)展碼的相位進(jìn)行跳相。
11．如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電系統(tǒng)，其特征在于接收機(jī)(102)的命令裝置(48)和發(fā)射機(jī)(101)的控制裝置(60)被安排用精確到一個(gè)碼片的精度來(lái)改變擴(kuò)展碼的相位。
12．如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電系統(tǒng)，其特征在于接收機(jī)(102)的命令裝置(48)和發(fā)射機(jī)(101)的控制裝置(60)被安排用精確到一個(gè)碼片的一部分的精度來(lái)改變擴(kuò)展碼的相位。
13．如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電系統(tǒng)，其特征在于接收機(jī)(102)的干擾信息裝置(49b)被安排通過(guò)計(jì)算接收到的信號(hào)的互相關(guān)來(lái)形成信號(hào)的互相干擾信息。
14．如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電系統(tǒng)，其特征在于接收機(jī)(102)是一個(gè)基站(10至11)而發(fā)射機(jī)(101)是一個(gè)用戶終端設(shè)備(12至16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于減小干擾的方法和一種無(wú)線電系統(tǒng),在該系統(tǒng)的通信中使用一種由數(shù)字偽噪聲進(jìn)行擴(kuò)展編碼的信號(hào)。當(dāng)在基站(10至11)處用戶終端設(shè)備(12至16)的信號(hào)的時(shí)延分布廣并因此這些信號(hào)的互相干擾也可能大時(shí),基站(10至11)調(diào)整用戶終端設(shè)備(12至16)的擴(kuò)展碼的相位以便減小干擾。因此,例如通過(guò)加上或減去擴(kuò)展碼的碼片來(lái)調(diào)整用戶終端設(shè)備(12至16)的擴(kuò)展碼的相位,據(jù)此,將減小在基站(10至11)處各個(gè)用戶終端設(shè)備(12至16)的信號(hào)的互相關(guān)。另一種可能性是至少在兩個(gè)不同的相位之間對(duì)擴(kuò)展碼的相位進(jìn)行跳相。本發(fā)明的方法將使得數(shù)據(jù)速率比以前更高并減少干擾校正所需的計(jì)算。
文檔編號(hào)H04J13/00GK1214816SQ97193386
公開(kāi)日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1997年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月25日
發(fā)明者安迪·托斯卡拉, 阿里·霍蒂寧 申請(qǐng)人:諾基亞電信公司