專利名稱：分析復(fù)合載波信號(hào)的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬領(lǐng)域本發(fā)明與電信設(shè)備有關(guān)，特別涉及電信設(shè)備的發(fā)射裝置。
現(xiàn)有技術(shù)在現(xiàn)代數(shù)字與模擬蜂窩電信系統(tǒng)中，一個(gè)蜂窩基站與多個(gè)移動(dòng)單元通話而與這些移動(dòng)單元保持專用的通信聯(lián)絡(luò)?；究梢园l(fā)送一種由所有這些專用載波信號(hào)組成的載波信號(hào)。每個(gè)接收單元接收這種復(fù)合載波信號(hào)并從中提取所需信息。這種復(fù)合載波信號(hào)是以不同載波頻率或公共載波頻率發(fā)送的組合載波信號(hào)。這種復(fù)合載波信號(hào)通過(guò)一個(gè)有限峰值功率容量的線性功率放大器放大。該線性功率放大器應(yīng)工作在其線性區(qū)以避免復(fù)合載波信號(hào)的畸變，這種畸變還會(huì)產(chǎn)生不希望的附加發(fā)射。因此，被放大的復(fù)合載波信號(hào)振幅最高可能的峰值應(yīng)低于該發(fā)射機(jī)功率放大器的峰值功率容量。
在放大的載波信號(hào)由多個(gè)載波復(fù)合信號(hào)所組成的系統(tǒng)中，復(fù)合載波信號(hào)最高可能的峰值振幅(亦稱為峰值功率)可能相當(dāng)大。復(fù)合載波信號(hào)的峰值功率按其組合的載波信號(hào)數(shù)的平方函數(shù)增大。例如，當(dāng)基站發(fā)送一種由10個(gè)載波信號(hào)組成的復(fù)合載波信號(hào)時(shí)，該復(fù)合載波信號(hào)的峰值功率比各個(gè)載波信號(hào)的平均功率大約高一百倍。在這樣的系統(tǒng)中，線性功率放大器應(yīng)有陡峭的線性工作區(qū)，使最大載荷在它的工作要求范圍內(nèi)處于所設(shè)計(jì)并保持的線性功率放大狀態(tài)。這樣一來(lái)，這種系統(tǒng)中的線性功率放大器的成本和效率大為增加。
限幅技術(shù)是一種通常用來(lái)緩解對(duì)功率放大器工作要求的方法。按這種方法，當(dāng)復(fù)合載波信號(hào)峰值振幅高過(guò)一定的電平時(shí)，則在該信號(hào)進(jìn)入功率放大器之前將其限幅。然而，這種限幅技術(shù)通常引起顯著的信號(hào)衰降。
在另一種用來(lái)控制復(fù)合載波信號(hào)峰值功率電平的技術(shù)中，采用一種分組編碼方案。按這種分組編碼技術(shù)，將復(fù)合載波信號(hào)的每一載波信號(hào)按一種碼型進(jìn)行編碼；這樣，可將復(fù)合載波信號(hào)的峰值功率電平改變到一個(gè)使所得放大復(fù)合載波信號(hào)不致畸變的電平。按這一方法，這種編碼是在得知信息信號(hào)內(nèi)容之前預(yù)先設(shè)置并隨意選擇的；這就有可能使放大的復(fù)合載波信號(hào)在遠(yuǎn)高于任何可接受的電平上才畸變。由于這種編碼是對(duì)每一載波信號(hào)草率選定的，因而這種分組編碼技術(shù)因其無(wú)法預(yù)見(jiàn)的結(jié)果而使實(shí)現(xiàn)受到了阻礙。
因此，需要尋求一種改進(jìn)的方法和設(shè)備來(lái)分析復(fù)合信號(hào)，以期有效地降低發(fā)送復(fù)合載波信號(hào)的峰值-平均振幅比。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明的特點(diǎn)將在以后的附加權(quán)利要求中詳細(xì)闡明。參照下述附圖可對(duì)本發(fā)明予以充分了解，在其中的若干張圖中，相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)記同樣的元件，其中

圖1簡(jiǎn)述一個(gè)蜂窩通信系統(tǒng)的方塊圖和信號(hào)發(fā)送體系。
圖2簡(jiǎn)述按本發(fā)明分析復(fù)合信號(hào)的射頻發(fā)射機(jī)的方塊圖。
圖3簡(jiǎn)述含數(shù)字復(fù)合載波信號(hào)的復(fù)合載波發(fā)生器裝置的方塊圖。
圖4簡(jiǎn)述按本發(fā)明的信號(hào)處理模塊的方塊圖。
圖5簡(jiǎn)述按本發(fā)明對(duì)模擬系統(tǒng)的信號(hào)處理模塊的方塊圖。
圖6簡(jiǎn)述包括一個(gè)語(yǔ)音編碼器和一個(gè)信道編碼器的編碼器裝置。
優(yōu)選實(shí)施方式一個(gè)通信系統(tǒng)接收多路信息信號(hào)并按照編碼分配進(jìn)行編碼而產(chǎn)生多路編碼基帶信號(hào)。由這些信號(hào)便形成一種模擬復(fù)合載波信號(hào)，這種模擬復(fù)合載波信號(hào)具有實(shí)際復(fù)合載波信號(hào)的全部特性，其中這些編碼基帶信號(hào)一旦形成便會(huì)產(chǎn)生實(shí)際的復(fù)合載波信號(hào)。對(duì)這些模擬復(fù)合載波信號(hào)進(jìn)行分析來(lái)確定其峰值-平均值比。根據(jù)所確定的峰值-平均值比和選擇規(guī)則，如果編碼分配不產(chǎn)生所希望的結(jié)果，通信系統(tǒng)便選擇不同的編碼分配再對(duì)這些信息信號(hào)進(jìn)行編碼。通信系統(tǒng)選擇不同的編碼分配直到至少一種或幾種所希望的編碼技術(shù)被確認(rèn)，將這些編碼技術(shù)進(jìn)行排隊(duì)并最后選定一種編碼技術(shù)以滿足峰值-平均振幅比的要求。
用來(lái)發(fā)射復(fù)合載波信號(hào)的通信系統(tǒng)包括一個(gè)編碼器和一個(gè)處理器，編碼器按一種編碼技術(shù)對(duì)多路信息信號(hào)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生相應(yīng)的多路編碼基帶信號(hào)；處理器則對(duì)這多路編碼基帶信號(hào)進(jìn)行處理以形成模擬復(fù)合載波信號(hào)。處理器根據(jù)峰值-平均振幅比要求對(duì)模擬復(fù)合載波信號(hào)進(jìn)行分析。
在該優(yōu)選實(shí)施方式中，模擬復(fù)合載波信號(hào)具有當(dāng)這多路編碼基帶信號(hào)得以組合時(shí)就會(huì)產(chǎn)生的實(shí)際復(fù)合載波信號(hào)的特性。處理器產(chǎn)生一種編碼技術(shù)分配控制信號(hào)來(lái)改變和選擇編碼器的編碼技術(shù)，并根據(jù)模擬復(fù)合載波信號(hào)的分析產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)指示，當(dāng)模擬復(fù)合載波信號(hào)峰值-平均值振幅比處于預(yù)置范圍之內(nèi)時(shí)即發(fā)出指示。
這種通信系統(tǒng)還包括一個(gè)發(fā)送緩沖器，根據(jù)通過(guò)指示來(lái)調(diào)節(jié)這些編碼基帶信號(hào)以產(chǎn)生相應(yīng)經(jīng)處理的基帶信號(hào)，這些經(jīng)處理的基帶信號(hào)經(jīng)組合形成其峰值-平均振幅比處在預(yù)置電平范圍內(nèi)的實(shí)際復(fù)合載波信號(hào)。這種調(diào)節(jié)包括將信息附加到多路編碼基帶信號(hào)上，使接收實(shí)際復(fù)合載波信號(hào)的接收機(jī)中信息信號(hào)的重現(xiàn)變得容易。
處理器通過(guò)編碼技術(shù)分配控制信號(hào)反復(fù)改變并選擇編碼器的編碼技術(shù)，直到至少一種編碼技術(shù)被確認(rèn)而產(chǎn)生一組可接受的編碼基帶信號(hào)。這種選擇根據(jù)模擬復(fù)合載波信號(hào)峰值-平均振幅比是否處在預(yù)置范圍內(nèi)而定。處理器對(duì)多種編碼技術(shù)進(jìn)行確認(rèn)以產(chǎn)生相應(yīng)的多組可接受的編碼基帶信號(hào)，并選定一種被確認(rèn)的編碼技術(shù)來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)的一組可接受的編碼基帶信號(hào)。
將被確認(rèn)的多種編碼技術(shù)按其對(duì)信息信號(hào)畸變影響的大小排隊(duì)，然后處理器在排隊(duì)編碼技術(shù)中選擇一種。對(duì)信息信號(hào)畸變影響的大小根據(jù)給予一組信息信號(hào)的相等、不等的權(quán)重因子，無(wú)權(quán)重因子(noweighting factor)，或者它們的組合確定。
編碼器包括一個(gè)語(yǔ)音編碼器，它根據(jù)編碼技術(shù)分配控制信號(hào)按一種語(yǔ)音編碼分配對(duì)多路信息信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音編碼，以產(chǎn)生相應(yīng)的多路語(yǔ)音編碼基帶信號(hào)。該編碼器還包括一個(gè)信道編碼器，它根據(jù)編碼技術(shù)分配控制信號(hào)按一種信道編碼分配對(duì)多路語(yǔ)音編碼基帶信號(hào)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生多路編碼基帶信號(hào)。
換句話說(shuō)，發(fā)送復(fù)合載波信號(hào)的通信系統(tǒng)包括一個(gè)語(yǔ)音編碼器和一個(gè)語(yǔ)音解碼器，語(yǔ)音編碼器按語(yǔ)音編碼分配對(duì)多路語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生相應(yīng)的語(yǔ)音編碼基帶信號(hào)；語(yǔ)音解碼器按語(yǔ)音解碼分配對(duì)語(yǔ)音編碼基帶信號(hào)進(jìn)行解碼，以產(chǎn)生相應(yīng)經(jīng)變換的基帶信號(hào)。這種通信還包括一個(gè)處理器，用來(lái)對(duì)多路經(jīng)變換的基帶信號(hào)進(jìn)行處理，以形成一種模擬的復(fù)合載波信號(hào)，并根據(jù)峰值-平均幅度比要求對(duì)這種模擬復(fù)合載波信號(hào)進(jìn)行分析。
處理器通過(guò)語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音解碼、或分配控制信號(hào)、不同編碼或解碼反復(fù)改變并選擇語(yǔ)音編碼器和/或語(yǔ)音解碼器的分配，直到至少有一種語(yǔ)音編碼、解碼、或一對(duì)編碼和解碼分配根據(jù)模擬復(fù)合載波信號(hào)的峰值-平均幅度比是否處于預(yù)置范圍被確認(rèn)來(lái)用于產(chǎn)生一組可接受的經(jīng)變換的基帶信號(hào)。處理器對(duì)多種語(yǔ)音編碼分配、解碼分配、或編碼與解碼分配對(duì)進(jìn)行確認(rèn)，以產(chǎn)生相應(yīng)的多組可接受的變換基帶信號(hào)，并選擇一種經(jīng)確認(rèn)的語(yǔ)音編碼分配，或解碼分配、或編碼與解碼分配對(duì)，以產(chǎn)生一組相應(yīng)可接受的變換基帶信號(hào)。將這些經(jīng)確認(rèn)的多種語(yǔ)音編碼分配、或解碼分配、或編碼與解碼分配對(duì)按其對(duì)語(yǔ)音信號(hào)畸變的影響大小排隊(duì)，然后處理器在排隊(duì)的語(yǔ)音編碼分配中選擇一種。對(duì)信息信號(hào)畸變影響的大小根據(jù)對(duì)一組語(yǔ)音信號(hào)給出的相等、不相等的權(quán)重因子、無(wú)權(quán)重因子或它們的組合來(lái)決定。
這種通信系統(tǒng)還包括對(duì)待發(fā)送復(fù)合信號(hào)進(jìn)行分析的方法，其步驟包括首先對(duì)多路分立信號(hào)的編碼調(diào)制進(jìn)行模擬，以產(chǎn)生多路包含復(fù)合信號(hào)的分立模擬信號(hào)，然后將這多路分立模擬信號(hào)組合而產(chǎn)生復(fù)合信號(hào)。此時(shí)，通信系統(tǒng)根據(jù)相對(duì)于復(fù)合信號(hào)峰值-平均比預(yù)先設(shè)置的判決對(duì)復(fù)合信號(hào)進(jìn)行分析。
這種通信系統(tǒng)還包括對(duì)待發(fā)送信號(hào)進(jìn)行分析的方法，其步驟包括首先用調(diào)制編碼對(duì)多路分立信號(hào)的調(diào)制進(jìn)行模擬以產(chǎn)生多路分立模擬信號(hào)，并根據(jù)相對(duì)于由分立模擬信號(hào)組合成的復(fù)合信號(hào)峰值-平均比預(yù)先設(shè)置的判決對(duì)這多路分立的模擬信號(hào)進(jìn)行分析。
在該實(shí)施方式中，對(duì)復(fù)合信號(hào)的分析步驟包括基于相對(duì)于復(fù)合信號(hào)峰值-平均比預(yù)先設(shè)置的判決對(duì)分立模擬信號(hào)的組合進(jìn)行分析。當(dāng)由分立模擬信號(hào)組成的復(fù)合信號(hào)高于預(yù)置的峰值-平均比閾值時(shí)，將改變調(diào)制編碼。當(dāng)由分立模擬信號(hào)組成的復(fù)合信號(hào)低于預(yù)置的峰值-平均比閾值時(shí)，則執(zhí)行先前的調(diào)制編碼。而且，用調(diào)制編碼對(duì)多路分立信號(hào)進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生多路分立調(diào)制信號(hào)的方法還包括將這些分立調(diào)制信號(hào)組合成實(shí)際復(fù)合信號(hào)，并將這實(shí)際的復(fù)合信號(hào)在所要求的峰值-平均比范圍內(nèi)發(fā)送到該通信系統(tǒng)中相應(yīng)的許多移動(dòng)站。
現(xiàn)參閱圖1，這里描述了一個(gè)采用線性功率放大器的蜂窩通信系統(tǒng)的框圖和通信體系。系統(tǒng)100包括一個(gè)發(fā)送多路信息信號(hào)102-105的基站控制器。每路信息信號(hào)代表一個(gè)獨(dú)立的信息通道，或者，一個(gè)信道的信息在這里再分成若干獨(dú)立的信息子信道，每路信息信號(hào)代表一個(gè)獨(dú)立的信息子信道?；旧漕l發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)106接收信息信號(hào)102-105，再將由編碼調(diào)制的信息信號(hào)102-105組成并經(jīng)放大的復(fù)合載波信號(hào)107發(fā)射出去。多臺(tái)移動(dòng)接收機(jī)108-111接收復(fù)合載波信號(hào)107，每臺(tái)接收機(jī)108-111按熟知的要求將復(fù)合載波信號(hào)107解碼和解調(diào)，以維持與系統(tǒng)100的通信聯(lián)絡(luò)?；究刂破?01和射頻發(fā)射機(jī)106通過(guò)控制信號(hào)112與任何控制信息互相聯(lián)系。
圖2是一個(gè)射頻發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)106的框圖。這個(gè)子系統(tǒng)106按本發(fā)明選擇并產(chǎn)生復(fù)合載波信號(hào)。產(chǎn)生的復(fù)合載波信號(hào)的選擇乃基于對(duì)若干可能的復(fù)合載波信號(hào)所作的分析。子系統(tǒng)106將產(chǎn)生的復(fù)合載波信號(hào)放大。方框106包括一個(gè)復(fù)合載波發(fā)生器217和一個(gè)線性功率放大器211。復(fù)合載波信號(hào)發(fā)生器217按本發(fā)明產(chǎn)生復(fù)合載波信號(hào)216。
復(fù)合載波發(fā)生器217包括一個(gè)信息信號(hào)處理模塊201、多路載波頻率變換器和調(diào)制器206-209以及一個(gè)加法放大器模塊210。信息信號(hào)102-105輸入到復(fù)合載波發(fā)生器217。在方框217中，信息信號(hào)處理模塊201接收信息信號(hào)102-105。模塊201對(duì)信息信號(hào)102-105進(jìn)行處理，并輸出相應(yīng)的多路經(jīng)處理的基帶信號(hào)202-205。信號(hào)202-205中的每一路輸入到相應(yīng)的多路載頻變換器和調(diào)制器206-209；于是，經(jīng)處理的基帶信號(hào)202-205便變換為適合射頻發(fā)射的相應(yīng)多路載波信號(hào)212-215。載波信號(hào)212-215在加法放大器中相加而產(chǎn)生復(fù)合載波信號(hào)216。如圖2所見(jiàn)，復(fù)合載波信號(hào)216是復(fù)合載波發(fā)生器217的輸出。復(fù)合載波信號(hào)216輸入到線性功率放大器211，而線性功率放大器211的輸出便是經(jīng)放大的復(fù)合載波信號(hào)107。
圖2的信息信號(hào)處理模塊201根據(jù)對(duì)復(fù)合載波信號(hào)216的峰值-平均振幅比的確切分析而對(duì)信息信號(hào)102-105進(jìn)行處理。模塊201分析并處理信號(hào)102-105；并產(chǎn)生相應(yīng)經(jīng)處理的基帶信號(hào)202-205，使得產(chǎn)生的復(fù)合載波信號(hào)216峰值-平均振幅比低于一個(gè)目標(biāo)值。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解這個(gè)目標(biāo)值的選擇要使得當(dāng)信號(hào)216通過(guò)線性功率放大器211放大到信號(hào)107時(shí)，信號(hào)107的畸變應(yīng)維持在一個(gè)希望值以下。
對(duì)信息信號(hào)102-105的處理也可根據(jù)最終分析判決進(jìn)行，而不是根據(jù)信號(hào)216的峰值-平均振幅比。另一種判決是信號(hào)216的峰值振幅；此時(shí)，信號(hào)處理的執(zhí)行要使得信號(hào)216的峰值振幅處于使信號(hào)217畸變最小的電平上。處理操作的再一個(gè)判據(jù)是信號(hào)216峰值振幅出現(xiàn)的次數(shù)；此時(shí)，處理操作的執(zhí)行要使得信號(hào)216在有限的時(shí)間內(nèi)超出預(yù)定電平的峰值數(shù)小于一個(gè)有限值，以限制信號(hào)107的畸變量。雖然如此，圖2中模塊201的處理操作還是根據(jù)一個(gè)組合判據(jù)來(lái)進(jìn)行，象信號(hào)216的峰值-平均振幅比、信號(hào)216的峰值振幅、以及信號(hào)216在有限時(shí)間內(nèi)高于某一電平的峰值次數(shù)。假如利用組合判據(jù)來(lái)進(jìn)行圖2中模塊201的處理操作，則處理操作應(yīng)該滿足全部判據(jù)的條件。
圖4描述按本發(fā)明的信息信號(hào)處理模塊201的方塊圖。圖4中的模塊201包括一個(gè)編碼模塊401、一個(gè)分析處理器406和一個(gè)發(fā)送緩沖器408。
在圖4中，出于互相配合的要求，編碼器401將輸入信息信號(hào)102-105變換成一種合適的格式。而且，編碼器401還將輸入信息信號(hào)102-105進(jìn)行編碼并按照規(guī)定的編碼技術(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的編碼基帶信號(hào)402-405。所規(guī)定的編碼技術(shù)從編碼器401中可獲得的多種編碼技術(shù)選擇，如卷積編碼。
在圖4中，分析處理器406接收編碼信號(hào)402-405，并通過(guò)對(duì)組合編碼信號(hào)402-405的分析確定圖2中產(chǎn)生的復(fù)合載波信號(hào)216是否會(huì)通過(guò)所選判據(jù)組或判據(jù)。復(fù)合載波信號(hào)最終從編碼信號(hào)402-405產(chǎn)生。為分析編碼信號(hào)402-405起見(jiàn)，分析處理器406還考慮了系統(tǒng)元件對(duì)編碼信號(hào)402-405的影響以最終產(chǎn)生復(fù)合載波信號(hào)216。這種影響不管是由圖1中基站控制器101預(yù)先編程的還是修改的，都是由于圖4中發(fā)送緩沖器408、圖2中模塊206-209的頻率變換與調(diào)制以及圖2中的求和放大器模塊210的工作所引起的。此外，為分析編碼基帶信號(hào)402-405，分析處理器406還考慮了圖2中功率放大器211的限制。圖2中功率放大器211的限制是由圖1中基站控制器101預(yù)先編程或修改的。系統(tǒng)元件與功率放大器限制的作用由基站控制器通過(guò)將圖1中控制器101與圖4中分析處理器406相連的控制信號(hào)112提供。
圖4的編碼器401有一個(gè)由分析處理器406產(chǎn)生的輸入編碼技術(shù)分配控制信號(hào)409。分析處理器406通過(guò)編碼技術(shù)分配控制信號(hào)409指示編碼器401需要分配編碼技術(shù)分配。通常情況下，當(dāng)分析處理器確定編碼信號(hào)402-405最終不會(huì)產(chǎn)生能通過(guò)所選判據(jù)組或判據(jù)的復(fù)合載波信號(hào)216時(shí)，需要一種新的編碼技術(shù)。
在另一情況下，即使已經(jīng)確定編碼信號(hào)402-405最終會(huì)產(chǎn)生能通過(guò)所選判據(jù)組或判據(jù)的復(fù)合載波信號(hào)216，分析處理器406仍然需要通過(guò)信號(hào)409得到一種新的編碼技術(shù)。在此情況下，分析處理器406將給編碼器401發(fā)出信號(hào)要選擇另一種編碼技術(shù)，對(duì)最終都將產(chǎn)生能通過(guò)所選判據(jù)組或判據(jù)的幾組候選編碼信號(hào)402-405進(jìn)行編譯。此時(shí)，在幾組候選編碼信號(hào)402-405編譯完后，分析處理器406便決定應(yīng)選哪一組來(lái)最終產(chǎn)生復(fù)合載波信號(hào)216。確定哪一組候選編碼信號(hào)為選定的候選信號(hào)是根據(jù)每組候選編碼信號(hào)的一定排序進(jìn)行的。這種排序乃基于賦予每組信號(hào)的權(quán)重因子，或當(dāng)信號(hào)由移動(dòng)接收機(jī)解碼時(shí)對(duì)信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量。
在某些情況下，所選編碼技術(shù)會(huì)在信息信號(hào)102-105中引進(jìn)誤碼，或降低最終由移動(dòng)接收機(jī)接收的信息信號(hào)質(zhì)量。分析處理器通過(guò)控制信號(hào)112從基站控制器101接收信息信號(hào)的指定權(quán)重因子。該指定權(quán)重因子是容許的信號(hào)質(zhì)量或可接受的誤碼位數(shù)或其他合適的誤碼率量度。
每當(dāng)編碼技術(shù)分配控制信號(hào)409輸入到編碼器401時(shí)，編碼器401選用不同于以前選擇的編碼技術(shù)對(duì)輸入信息信號(hào)102-105進(jìn)行編碼；并產(chǎn)生相應(yīng)的編碼信號(hào)402-405。這種選擇和編碼的過(guò)程反復(fù)進(jìn)行直到至少有一種編碼技術(shù)被分析處理器406所選定用來(lái)對(duì)信息信號(hào)102-105進(jìn)行編碼。假如希望用一種以上的編碼技術(shù)對(duì)編碼信號(hào)402-405進(jìn)行編譯和排序，則反復(fù)進(jìn)行這種選擇過(guò)程。這一方法并不以任何方式排除因此而同時(shí)完成所有可能的或某一編碼選擇并由分析處理器406并行給出處理結(jié)果。
編碼技術(shù)的最終選擇由分析處理器406決定。假如只有一種編碼技術(shù)被選定，則最終的選擇便限于該種編碼技術(shù)。否則，最終的選擇便從按每一編碼基帶信號(hào)402-405的權(quán)重函數(shù)排序的多種被選編碼技術(shù)中產(chǎn)生。
信息信號(hào)102-105往往以打包的格式被接收。在此情況下，信息包將適時(shí)地分別打開(kāi)，且在不同時(shí)刻到達(dá)編碼器401。編碼器401將信息包信號(hào)102-105變換成適當(dāng)?shù)母袷揭怨┚幋a處理。編碼器401將從編碼技術(shù)分配控制信號(hào)409獲悉一個(gè)新的信息包已經(jīng)到來(lái)，并由此而開(kāi)始編碼技術(shù)分配和處理。
當(dāng)本發(fā)明用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)時(shí)，信號(hào)處理模塊201以打包格式產(chǎn)生經(jīng)處理的基帶信號(hào)202-205。編碼器401對(duì)信號(hào)102-105進(jìn)行編碼并產(chǎn)生經(jīng)編碼的信息包信號(hào)402-405。分析處理器406按選擇規(guī)則對(duì)編碼信息包信號(hào)402-405進(jìn)行分析以確定一種可接受的編碼技術(shù)。發(fā)送緩沖器408將打包信號(hào)402-406變換成經(jīng)處理的基帶打包信號(hào)202-205。編碼信息包信號(hào)402-405的分析乃基于由處理過(guò)的基帶打包信號(hào)202-205最終產(chǎn)生的復(fù)合載波打包信號(hào)216。所選定的編碼技術(shù)可以是以前選擇的同種編碼技術(shù)，也可以是不同的選擇。
在最終選定編碼技術(shù)之后，分析處理器406將輸出一個(gè)通過(guò)指示信號(hào)407。該通過(guò)指示信號(hào)407包含的信息有何種編碼技術(shù)最終被選定；每種編碼基帶信號(hào)402-405的系統(tǒng)時(shí)序；以及其他有關(guān)信息。編碼器401接收通過(guò)指示信號(hào)407，從而獲知在多種被選的候選編碼技術(shù)何種編碼技術(shù)被選中。如果只有一種候選編碼技術(shù)，則信道編碼器無(wú)需利用信號(hào)407；此時(shí)，編碼器401通過(guò)編碼技術(shù)分配控制信號(hào)409從其與分析處理器406的相互配合知道最終選擇的編碼技術(shù)。一旦一種編碼技術(shù)被最終選定，編碼器401便用該選定的編碼技術(shù)對(duì)信息信號(hào)102-105進(jìn)行編碼，再將相應(yīng)的編碼基帶信號(hào)402-405輸出到發(fā)送緩沖器408。
發(fā)送緩沖器408將編碼信息信號(hào)402-405傳到其輸出端作為相應(yīng)經(jīng)處理的基帶信號(hào)202-205。如有必要，發(fā)送緩沖器408將附加信息迭加到編碼基帶信號(hào)402-405上。這類附加信息包括系統(tǒng)時(shí)序信息、關(guān)于選擇何種碼型和編碼技術(shù)的信息以及其他相關(guān)信息。當(dāng)需要時(shí)，移動(dòng)接收機(jī)108-111可利用這些附加信息來(lái)解碼以及適當(dāng)改變信號(hào)接收、解調(diào)和信息恢復(fù)以特殊的影響。
圖5描述按本發(fā)明的一種模擬通信系統(tǒng)信號(hào)處理模塊的方框圖。圖5中所示方框201包括一個(gè)語(yǔ)音編碼器506，一個(gè)語(yǔ)音解碼器507，一個(gè)分析處理器508以及一個(gè)發(fā)送緩沖器509。語(yǔ)音編碼器506將輸入信號(hào)102-105變換成一種適合由語(yǔ)音編碼器506接收并互相配合的格式，繼而對(duì)輸入信息信號(hào)102-105(此時(shí)它是語(yǔ)音信號(hào))進(jìn)行編碼以產(chǎn)生相應(yīng)的語(yǔ)音編碼信號(hào)512-515。語(yǔ)音解碼器507接收編碼語(yǔ)音信號(hào)512-515并進(jìn)行語(yǔ)音解碼運(yùn)作而產(chǎn)生相應(yīng)經(jīng)變換的基帶信號(hào)518-521。
圖2中的復(fù)合載波信號(hào)216最終從變換的基帶信號(hào)518-521產(chǎn)生。分析處理器508接收并分析經(jīng)變換的基帶信號(hào)518-521，然后確定圖2中產(chǎn)生的復(fù)合載波信號(hào)216是否能通過(guò)所選的判據(jù)組或判據(jù)。為分析變換的基帶信號(hào)518-521，分析處理器508還考慮了系統(tǒng)元件對(duì)經(jīng)變換的基帶信號(hào)518-521的影響以最終產(chǎn)生圖2中的復(fù)合載波信號(hào)216。這種影響不管是由圖1中基站控制器101預(yù)先編程的還是經(jīng)修改的，都是由于變換緩沖模塊509、圖2中模塊206-209的頻率變換與調(diào)制以及圖2中加法放大器模塊210的運(yùn)作引起的。此外，為分析經(jīng)變換的基帶信號(hào)518-521，分析處理器考慮了圖2中功率放大器211的限制。圖2中功率放大器的這種限制是由圖1中基站控制器101預(yù)先編程的或者修改的。系統(tǒng)元件的這種影響以及功率放大器的限制由圖1中基站控制器101通過(guò)控制信號(hào)112提供。
分析處理器508通過(guò)編碼與解碼分配控制信號(hào)516和517分別與語(yǔ)音編碼器516及語(yǔ)音解碼器507相連。分析處理器確定所選的語(yǔ)音編碼與解碼運(yùn)作是否已將輸入信號(hào)102-105變換成相應(yīng)經(jīng)變換的基帶信號(hào)518-521，以使復(fù)合載波信號(hào)216能夠通過(guò)所選判據(jù)組或判據(jù)而得以產(chǎn)生。通常情況下，當(dāng)分析處理器確定經(jīng)變換的基帶信號(hào)518-521最終不會(huì)產(chǎn)生圖2中能通過(guò)所選判據(jù)組或判據(jù)的復(fù)合載波信號(hào)216時(shí)，必須有新的編碼與解碼選擇。
在另一情況下，盡管分析處理器508已確定了一組可接受的變換基帶信號(hào)518-512，它還是通過(guò)編碼分配控制信號(hào)516和解碼分配控制信號(hào)517要求新的編碼與解碼分配。此時(shí)，分析處理器508給編碼器506發(fā)送信號(hào)以選擇另一編碼，或給解碼器507發(fā)送信號(hào)以選擇另一解碼，或兩者同時(shí)進(jìn)行。接著，分析處理器508對(duì)幾組候選的變換基帶信號(hào)518-521進(jìn)行編譯，使得每一組最終都能產(chǎn)生圖2中能通過(guò)所選判據(jù)組或判據(jù)的復(fù)合載波信號(hào)216。在幾組候選的變換基帶信號(hào)518-521經(jīng)編譯之后，分析處理器508確定從所編譯的幾組候選的變換基帶信號(hào)里應(yīng)選擇哪一組來(lái)最終產(chǎn)生圖2中的復(fù)合載波信號(hào)216。確定哪一組候選的變換基帶信號(hào)為選定的候選信號(hào)是根據(jù)每組候選變換基帶信號(hào)的一定排序進(jìn)行的。這種排序乃基于賦予每一信號(hào)的權(quán)重因子，或當(dāng)信號(hào)由移動(dòng)接收機(jī)解碼時(shí)的信號(hào)質(zhì)量測(cè)量。
每當(dāng)編碼分配控制信號(hào)516輸入到語(yǔ)音編碼器506時(shí)，編碼器506選擇不同于以前的一組語(yǔ)音編碼對(duì)基帶輸入信號(hào)102-105進(jìn)行編碼以產(chǎn)生編碼基帶信號(hào)512-515。同樣，每當(dāng)解碼分配控制信號(hào)517輸入到語(yǔ)音解碼器507時(shí)，解碼器507選擇不同于以前的一組語(yǔ)音解碼對(duì)經(jīng)編碼的基帶信號(hào)512-515進(jìn)行解碼以產(chǎn)生變換基帶信號(hào)518-521。這種選擇過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，直到至少有一組編碼被選來(lái)進(jìn)行編碼而一組解碼被選來(lái)進(jìn)行解碼。假如希望用一組以上的編碼和解碼來(lái)對(duì)所選的編碼和解碼組進(jìn)行編譯和排序，則處理器508的這種選擇過(guò)程將反復(fù)進(jìn)行。
語(yǔ)音信號(hào)的語(yǔ)音質(zhì)量受該語(yǔ)音信號(hào)編碼、或解碼、或編碼與解碼的影響。模塊506和507中被編譯的編碼和解碼的排序是根據(jù)它們對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的某些語(yǔ)音質(zhì)量的影響進(jìn)行的。正如在相關(guān)技術(shù)中所知，信號(hào)的語(yǔ)音質(zhì)量由分析處理器中語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)估的方法決定。當(dāng)信號(hào)被接收機(jī)接收時(shí)，分析處理器按每種信號(hào)的語(yǔ)音質(zhì)量對(duì)所選信號(hào)進(jìn)行排隊(duì)。排隊(duì)過(guò)程中每種信號(hào)語(yǔ)音質(zhì)量閾值的判決是通過(guò)控制信號(hào)112預(yù)先編程或由系統(tǒng)控制器修改的。
分析處理器508確定最終選定的一組編碼和解碼。假如只有一組編碼和解碼被選定，則最終的選擇就可限于該編碼和解碼；否則，最終選擇的將從多組已按每一變換基帶信號(hào)的權(quán)重函數(shù)排序的被選編碼和解碼中產(chǎn)生。
在最終選定一組編碼和解碼之后，分析處理器508輸出一個(gè)通過(guò)指示信號(hào)511。該通過(guò)指示信號(hào)511包含的信息有最終哪一組編碼/解碼被選來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的編碼和解碼，變換信號(hào)518-521的系統(tǒng)時(shí)序以及其他相關(guān)信息。編碼器506和解碼器507接收通過(guò)指示信號(hào)511而得知從多組編碼和解碼的候選者中哪一組被選定來(lái)進(jìn)行編碼和解碼。如果只有一組候選的編碼和解碼，則編碼器506和解碼器507無(wú)需利用信號(hào)511。在此情況下，最終的編碼和解碼選擇對(duì)編碼器506和解碼器507是已知的。一旦一種編碼技術(shù)最終被選定，編碼器506就用該選定的一組編碼對(duì)基帶信號(hào)102-105進(jìn)行編碼，而解碼器507便對(duì)該編碼基帶信號(hào)512-515進(jìn)行解碼，以產(chǎn)生變換基帶信號(hào)518-521而輸入發(fā)送緩沖器509。
發(fā)送緩沖器509將變換基帶信號(hào)518-519傳到它的輸出端作為相應(yīng)經(jīng)處理的基帶信號(hào)202-205。發(fā)送緩沖器509應(yīng)使變換基帶信號(hào)適合圖2中相應(yīng)的載波頻率變換和調(diào)制器模塊206-209；如有需要，這一運(yùn)作包括數(shù)字和模擬變換、時(shí)序調(diào)整以及其他相關(guān)的調(diào)整。發(fā)送緩沖器509的輸出是經(jīng)處理的基帶信號(hào)202-205。
圖6描述圖4中按本發(fā)明的編碼器模塊401推薦裝置的方框圖。在這種裝置中，編碼器包括級(jí)聯(lián)的一個(gè)語(yǔ)音編碼器601和一個(gè)信道編碼器606。信息信號(hào)102-105(此時(shí)為語(yǔ)音信號(hào))通過(guò)語(yǔ)音編碼器601。該語(yǔ)音編碼器601屬于一種產(chǎn)生多種不同但彼此關(guān)聯(lián)的語(yǔ)音編碼的類型；這樣的語(yǔ)音編碼器是一種碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)語(yǔ)音編碼器。語(yǔ)音編碼器601可以按每種編碼語(yǔ)音質(zhì)量變化很小的多種方式對(duì)輸入的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編碼。所以，當(dāng)一種語(yǔ)音信號(hào)以這種微小變化的編碼方式進(jìn)行編碼時(shí)，被編碼的信號(hào)波形是顯著不同的；然而，每種編碼信號(hào)的語(yǔ)音質(zhì)量變化很小。因此，語(yǔ)音編碼器601以每種稍有變化的語(yǔ)音編碼方式對(duì)每一語(yǔ)音信號(hào)102-105進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生語(yǔ)音編碼信號(hào)602-605。實(shí)質(zhì)上，每一語(yǔ)音編碼的變化便視為一種不同的編碼技術(shù)。
將語(yǔ)音編碼信號(hào)602-605輸進(jìn)信道編碼器606。信道編碼器606按照指定的信道編碼技術(shù)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼，并輸出編碼基帶信號(hào)402-405。將編碼技術(shù)分配信號(hào)409輸進(jìn)語(yǔ)音編碼器601和信道編碼器606。圖4中的分析處理器406給語(yǔ)音編碼器601發(fā)出信號(hào)以選擇一組用來(lái)對(duì)信號(hào)102-105進(jìn)行編碼的語(yǔ)音編碼技術(shù)。假如分析處理器要求一種不同于以前的編碼技術(shù)，則語(yǔ)音編碼器601便在對(duì)每一信號(hào)的編碼時(shí)做少許改變，由此而產(chǎn)生與以前編碼的信號(hào)顯著不同的語(yǔ)音編碼信號(hào)602-605。這將最終產(chǎn)生顯著不同的編碼基帶信號(hào)402-405。在分析處理器一次或多次要求不同語(yǔ)音編碼技術(shù)之后，就產(chǎn)生一組將能通過(guò)分析處理器判據(jù)組或判據(jù)的編碼基帶信號(hào)402-405。
在另一情況下，分析處理器保持同樣的語(yǔ)音編碼技術(shù)分配，且通過(guò)信號(hào)409要求信道編碼器606用不同的編碼技術(shù)對(duì)語(yǔ)音編碼信號(hào)602-605進(jìn)行編碼。在一種動(dòng)態(tài)情況下，分析處理器通過(guò)信號(hào)409要求語(yǔ)音編碼器601和信道編碼器606有不同的編碼技術(shù)；此時(shí)，其語(yǔ)音編碼與信道編碼不同于以前的選擇。最終，分析處理器選擇一種語(yǔ)音編碼與信道編碼技術(shù)。當(dāng)這對(duì)編碼技術(shù)依次用于信號(hào)102-105時(shí)，就能產(chǎn)生滿足圖2中復(fù)合信號(hào)216要求的編碼基帶信號(hào)402-405。該優(yōu)選實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于因語(yǔ)音編碼器通過(guò)語(yǔ)音編碼的少許變化基本上能產(chǎn)生所得波形顯著不同的相同語(yǔ)音信號(hào)而使信道編碼器的工作得以簡(jiǎn)化。這樣，為尋找一組滿足選擇判據(jù)的編碼基帶信號(hào)402-405所耗費(fèi)的時(shí)間大大縮短。
信息信號(hào)處理模塊201可由一個(gè)或多個(gè)微處理器實(shí)現(xiàn)，也可從微處理器與硬件專門系統(tǒng)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在任何可能的實(shí)施方案中，均無(wú)必要實(shí)際進(jìn)行編碼或其他功能來(lái)分析和選擇模塊201的處理過(guò)程。
圖3描述圖2中復(fù)合載波發(fā)生器217的具體裝置方框圖。圖2的復(fù)合載波信號(hào)216在此裝置中以數(shù)字格式產(chǎn)生，并具有按本發(fā)明的復(fù)合載波信號(hào)的全部屬性。一個(gè)數(shù)字基帶信號(hào)處理模塊301對(duì)信息信號(hào)102-105進(jìn)行分析，按本發(fā)明選擇一組合適的編碼。而且，模塊301用選定的碼對(duì)信息信號(hào)102-105進(jìn)行編碼，并將每組編碼基帶信號(hào)變換為數(shù)字載波信號(hào)。多路數(shù)字載波信號(hào)相加來(lái)產(chǎn)生數(shù)字復(fù)合載波信號(hào)302。數(shù)字基帶信號(hào)處理模塊301產(chǎn)生數(shù)字復(fù)合載波信號(hào)302，它是復(fù)合載波信號(hào)216的數(shù)字表示。信號(hào)302在數(shù)-模轉(zhuǎn)換器303中從數(shù)字信號(hào)變換成模擬信號(hào)。模塊303的輸出是模擬格式的復(fù)合載波信號(hào)216。
本發(fā)明對(duì)信息信號(hào)數(shù)或信息信道數(shù)并無(wú)限制。這一發(fā)明可能結(jié)合到其他系統(tǒng)中，或者也有可能作為一種獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種傳輸復(fù)合載波信號(hào)的通信系統(tǒng)，包括一個(gè)按編碼技術(shù)對(duì)多路信息信號(hào)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生相應(yīng)的多路編碼基帶信號(hào)的編碼器；以及一個(gè)用來(lái)處理所述多路編碼基帶信號(hào)以形成模擬復(fù)合載波信號(hào)并根據(jù)峰值-平均振幅比要求對(duì)所述模擬復(fù)合載波信進(jìn)行分析的處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述處理器產(chǎn)生一種編碼技術(shù)分配控制信號(hào)以改變和選擇所述編碼器的所述編碼技術(shù)，且根據(jù)所述模擬復(fù)合載波信號(hào)的分析產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)指示信號(hào)，當(dāng)所述模擬復(fù)合載波信號(hào)峰值-平均幅度比處于預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)發(fā)出指示。
3.如權(quán)利要求2所示的通信系統(tǒng)，還包括一個(gè)根據(jù)所述通過(guò)指示信號(hào)對(duì)所述多路編碼基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)以產(chǎn)生相應(yīng)經(jīng)處理的基帶信號(hào)的發(fā)送緩沖器，所述調(diào)節(jié)包括對(duì)所述多路編碼基帶信號(hào)附加信息，以使接收所述實(shí)際復(fù)合載波信號(hào)的接收機(jī)中的所述信息信號(hào)容易重現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求3所示的通信系統(tǒng)，其中所述經(jīng)處理的基帶信號(hào)組合成其峰值-平均振幅比處在所述預(yù)置電平的實(shí)際復(fù)合載波信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2所示的通信系統(tǒng)，其中所述處理器根據(jù)所述模擬復(fù)合載波信號(hào)的峰值-振幅比是否處在所述預(yù)置范圍內(nèi)，通過(guò)所述編碼技術(shù)分配控制信號(hào)反復(fù)改變和選擇所述編碼器的編碼技術(shù)，直到至少確定一種編碼技術(shù)來(lái)產(chǎn)生一組可接受的所述編碼基帶信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所示的通信系統(tǒng)，其中所述處理器對(duì)多種所述編碼技術(shù)進(jìn)行確認(rèn)以產(chǎn)生相應(yīng)多組可接受的所述編碼基帶信號(hào)，并選擇一種經(jīng)確認(rèn)的編碼技術(shù)來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)所述一組可接受的編碼基帶信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所示的通信系統(tǒng)，其中對(duì)所述經(jīng)確認(rèn)的多種編碼技術(shù)按其對(duì)所述信息信號(hào)畸變影響的大小進(jìn)行排序，這種影響根據(jù)對(duì)一組信息信號(hào)給出的相等、不相等的權(quán)重因子，無(wú)權(quán)重因子，或它們的組合決定，然后所述處理器在排序的編碼技術(shù)中選擇一種。
8.一種對(duì)正待傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行分析的方法，該方法包括下述步驟對(duì)多路分立信號(hào)的調(diào)制進(jìn)行模擬而產(chǎn)生多路分立的模擬信號(hào)；根據(jù)由分立的模擬信號(hào)組合成的復(fù)合信號(hào)的峰值-平均振幅比相關(guān)的預(yù)置判據(jù)對(duì)多路分立模擬信號(hào)進(jìn)行分析。
9.權(quán)利要求8的方法還包括根據(jù)與復(fù)合信號(hào)峰值-平均振幅比相關(guān)的預(yù)置判據(jù)對(duì)由分立模擬信號(hào)組合成的復(fù)合信號(hào)進(jìn)行分析的步驟。
10.權(quán)利要求9的方法還包括下述步驟用調(diào)制碼對(duì)多路分立信號(hào)進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生多路分立的經(jīng)調(diào)制的信號(hào)；將這些分立的經(jīng)調(diào)制的信號(hào)組合成實(shí)際的復(fù)合信號(hào)；以及將處在所要求的峰值-平均振幅比范圍內(nèi)的實(shí)際復(fù)合信號(hào)發(fā)送到通信系統(tǒng)中相應(yīng)的多個(gè)移動(dòng)站。
全文摘要
一個(gè)通信系統(tǒng)接收多路信息信號(hào)并按照編碼分配對(duì)其進(jìn)行編碼而產(chǎn)生多路編碼基帶信號(hào)。由這些信號(hào)便形成一種模擬復(fù)合載波信號(hào),這種模擬復(fù)合載波信號(hào)具有這些編碼基帶信號(hào)一旦形成便會(huì)產(chǎn)生的實(shí)際復(fù)合載波信號(hào)的全部特性。對(duì)這些模擬復(fù)合載波信號(hào)進(jìn)行分析來(lái)確定其峰值－平均值比。根據(jù)所確定的峰值－平均值比和選擇規(guī)則,如果編碼分配不產(chǎn)生所希望的結(jié)果,通信系統(tǒng)便選擇不同的編碼分配對(duì)這些多路信息信號(hào)進(jìn)行編碼。通信系統(tǒng)選擇不同的編碼分配直到至于一種或幾種所希望的編碼技術(shù)被確認(rèn),將這些編碼技術(shù)進(jìn)行排隊(duì)并最后選定一種編碼技術(shù)以滿足峰值－平均振幅比的要求。
文檔編號(hào)H04L27/22GK1248371SQ98802811
公開(kāi)日2000年3月22日 申請(qǐng)日期1998年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月26日
發(fā)明者邁克爾·D·庫(kù)欽, 約瑟夫·舒勒 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司