專利名稱：用于無線通信系統(tǒng)的用戶單元和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于無線通信系統(tǒng)的用戶單元和方法。
相關技術(shù)的描述無線通信系統(tǒng)運用由調(diào)制射頻(RF)信號構(gòu)成的無線鏈路在兩個系統(tǒng)之間發(fā)送數(shù)據(jù)，其中上述無線通信系統(tǒng)包括蜂窩網(wǎng)、衛(wèi)星和點對點通信系統(tǒng)。由于多種原因，與有線通信系統(tǒng)相比較，對無線鏈路的使用是吸引人的，其中所述原因包括移動性增加和基礎結(jié)構(gòu)要求減少。運用無線鏈路的一個缺點在于數(shù)量有限的可獲得RF帶寬所導致的數(shù)量有限的通信容量。這個通信容量有限是與基于有線的通信系統(tǒng)相對比，該系統(tǒng)可通過安裝附加的有線連接來增加附加容量。
由于認識RF帶寬有限的本質(zhì)，為了增加無線通信系統(tǒng)利用可獲得RF帶寬的效率，已發(fā)展各種信號處理技術(shù)。這種帶寬增效信號處理技術(shù)的一種廣泛被接受的例子是由美國電信工業(yè)協(xié)會(TIA)公布的并主要用于蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)的IS-95空中接口標準標準，和它的派生標準，諸如，IS-95-A和ANSI J-STD-008(下面集中稱為IS-95標準)。IS-95標準加上碼分多址(CDMA)信號調(diào)制技術(shù)，以在相同的RF帶寬內(nèi)同時進行多個通信。當與綜合功率控制相結(jié)合時，與其它無線電信技術(shù)相比較，通過各種優(yōu)點，其中包括提高頻率再用性，在相同帶寬內(nèi)進行多個通信增加可在無線通信系統(tǒng)中進行的呼叫和其它通信的總數(shù)。在美國專利第4,901,307號(發(fā)明名稱為“運用衛(wèi)星或地面重復器的擴展頻譜通信系統(tǒng)”)和美國專利第5,103,459號(發(fā)明名稱為“用于在CDMA蜂窩網(wǎng)電話系統(tǒng)中產(chǎn)生信號波形的系統(tǒng)和方法”)中描述了CDMA技術(shù)在多址通信系統(tǒng)中的運用，上述兩個專利都被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并按參考資料在此引入。
圖1提供按照運用IS-95標準構(gòu)成的蜂窩網(wǎng)電話系統(tǒng)的高度簡化說明。在工作期間，一組用戶單元10a-d通過運用CDMA調(diào)制RF信號建立與一個或多個基站12a-d的一個或多個RF接口，進行無線通信。在基站12和用戶單元10之間的每個RF接口由從基站12發(fā)送的前向鏈路信號和從用戶單元發(fā)送的反向鏈路信號組成。運用這些RF接口，一般利用移動電話交換局(MTSO)14和公用電話交換網(wǎng)(PSTN)16進行與另一個用戶的通信。雖然也知道運用附加RF或微波鏈路，但是一般通過有線連接形成基站12、MTSO14和PSTN16之間的鏈路。
根據(jù)IS-95標準，每個用戶單元10通過一路非相干反向鏈路信號，在最大數(shù)據(jù)速率9.6或14.4千比特/秒(這依賴于從一組速率組中選擇哪組速率)下發(fā)送用戶數(shù)據(jù)。非相干鏈路是一種接收系統(tǒng)不利用相位信息的鏈路。相干鏈路是一種接收機在處理期間利用載波信號相位知識的鏈路。相位信息一般采取導碼信號的形式，但是也可根據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)估計。IS-95標準要求一組64個Walsh碼用于前向鏈路，每個碼包括64個碼片。
由IS-95規(guī)定的具有最大數(shù)據(jù)速率9.6或14.4千比特/秒的一路非相干反向鏈路信號的運用十分適合于無線蜂窩網(wǎng)電話系統(tǒng)，其中典型的通信包括發(fā)送數(shù)字化話音或較低速率數(shù)字數(shù)據(jù)，諸如傳真。由于對所分配的每1.2288MHz帶寬有多達80個用戶單元10可與基站12進行通信的系統(tǒng)中，每個用戶單元10的發(fā)送都提供所需導碼數(shù)據(jù)會大量增加一組用戶單元10相互干擾的程度，所以選擇非相干反向鏈路。此外，在9.6或14.4千比特/秒的數(shù)據(jù)速率下，任一導碼數(shù)據(jù)與用戶數(shù)據(jù)的發(fā)射功率之比是顯著的，因而增加用戶單元之間的干擾。由于一次只進行一種通信與對有線電話的應用(當前無線蜂窩網(wǎng)通信所根據(jù)的范例)相一致，所以選擇一路反向鏈路信號的運用。此外，處理一路的復雜度小于與處理多路的復雜度。
由于數(shù)字通信的進步，預期諸如交互文件瀏覽和視頻電話會議一類的應用對無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨髮⒋罅吭鲩L。這種增長將改變使用無線通信系統(tǒng)的方法和進行相關RF接口的條件。具體而言，會以更高的最大速率和更多種速率發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，由于發(fā)送數(shù)據(jù)的差錯比發(fā)送音頻信號的差錯更不能容忍，更加可靠的發(fā)送就變得有必要了。此外，數(shù)量增加的數(shù)據(jù)類型將產(chǎn)生對同時發(fā)送多種數(shù)據(jù)的需要。例如，需要交換數(shù)據(jù)文件，同時保留音頻或視頻接口。此外，當從用戶單元的發(fā)送速率增加時，每一RF帶寬與基站12進行通信的用戶單元10的數(shù)量將減小，因為較高的數(shù)據(jù)發(fā)送速率將導致較少的用戶單元10就達到基站的數(shù)據(jù)處理容量。在一些例子中，當前IS-95反向鏈路不能很好適合于所有這些變化。因此，本發(fā)明涉及提供可執(zhí)行多種通信的數(shù)據(jù)速率、帶寬效率較高的CDMA接口。
發(fā)明概述在一個方面，本發(fā)明提供一種用于無線通信系統(tǒng)的用戶單元或其它發(fā)射機，所述用戶單元包括信息數(shù)據(jù)的多個信息源；用于對所述信息數(shù)據(jù)進行編碼的編碼器；控制數(shù)據(jù)的多個控制源；調(diào)制器，用于以各自不同的調(diào)制碼調(diào)制編碼信息數(shù)據(jù)和來自所述多個控制源中的一個或多個控制源的所述控制數(shù)據(jù)，以在載波信號上發(fā)送，其中安排所述調(diào)制器在輸出來自一個信息源的編碼信息數(shù)據(jù)和編碼控制數(shù)據(jù)用于發(fā)送之前，將它們組合。
在另一個方面，本發(fā)明提供一種用于無線通信系統(tǒng)的基站或其它接收機，所述基站包括接收機，用于接收載波信號，從中取出來自多個信息源的利用各自不同的調(diào)制碼調(diào)制的編碼信息數(shù)據(jù)和來自多個控制源的控制數(shù)據(jù)，并取出利用各自不同的調(diào)制碼調(diào)制的一個或多個所述控制數(shù)據(jù)，以及與所述編碼控制數(shù)據(jù)組合的來自一個信息源的編碼信息數(shù)據(jù)；解調(diào)器，用于根據(jù)各自不同調(diào)制碼解調(diào)所述編碼信息數(shù)據(jù)和所述控制數(shù)據(jù)；解碼器，用于對所述編碼信息和控制數(shù)據(jù)解碼。
在又一個方面，本發(fā)明提供一種方法，用于將控制數(shù)據(jù)、基礎數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)從用戶單元組中的第一用戶單元發(fā)送到與所述所述用戶單元組進行通信的基站，包括a)以第一Walsh碼調(diào)制所述補充數(shù)據(jù)；b)以第二Walsh碼調(diào)制所述基礎數(shù)據(jù)；c)以第三Walsh碼調(diào)制所述控制數(shù)據(jù)；其中，所述第一Walsh碼短于所述第二Walsh碼，而且所述第二Walsh碼短于所述第三Walsh碼。
在又一個方面，本發(fā)明提供一種發(fā)送來自用戶單元的數(shù)據(jù)以在無線通信系統(tǒng)中使用的方法，所述方法包括捕獲來自多個信息源的信息數(shù)據(jù)；對所述信息數(shù)據(jù)進行編碼；捕獲來自多個控制源的控制數(shù)據(jù)；以各自不同的調(diào)制碼調(diào)制所述編碼信息數(shù)據(jù)和來自所述多個控制源中的一個或多個控制源的所述控制數(shù)據(jù)，其中在輸出來自一個信息源的所述編碼信息數(shù)據(jù)和所述編碼控制數(shù)據(jù)用于發(fā)送之前，將它們組合。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過利用每一正交波形周期具有少量PN擴展碼片的一組正交信道碼(Wc，Ws，Wf)，形成一組增益獨立調(diào)節(jié)的用戶信道(402，404，411，415)。對通過一個發(fā)送信道發(fā)送的數(shù)據(jù)進行低編碼率糾錯編碼，而且在用一個子信道碼進行調(diào)制、調(diào)節(jié)增益和求與運用其它子信道碼調(diào)制的數(shù)據(jù)的總和之前，重復該數(shù)據(jù)序列。運用用戶長碼和偽隨機擴展碼(PN碼)調(diào)制所得總和數(shù)據(jù)(410，420)，并上變頻以進行發(fā)送。運用短正交碼提供干擾抑制，同時仍然允許為時間分集進行擴大糾錯編碼和重復來克服一般在地面無線系統(tǒng)中經(jīng)歷的瑞利衰落。在本發(fā)明的示例實施例中假設，子信道碼組可包含4個Walsh碼，每個與其余碼組正交，時長為4個碼片。最好運用少量子信道(例如，4)，因為它允許使用較短的正交碼，然而，本發(fā)明也適合因運用較大數(shù)量的信道而正交碼較長的情況。在本發(fā)明的另一個實施例中，在每個信道碼中的碼片長度或數(shù)量可不同，從而進一步減小峰值-平均發(fā)送功率。
在本發(fā)明的較佳示例實施例中，通過第一個發(fā)送信道發(fā)送導碼數(shù)據(jù)，通過第二發(fā)送信道發(fā)送功率控制數(shù)據(jù)。將剩余2個發(fā)送信道用于發(fā)送非特定數(shù)字數(shù)據(jù)，它包含用戶數(shù)據(jù)或信令數(shù)據(jù)，或者兩者兼之。在示例實施例中，構(gòu)成兩個非特定發(fā)送信道中的一個進行BPSK調(diào)制和正交信道發(fā)送。


當結(jié)合附圖，從下面對本發(fā)明的實施例的詳細描述，本發(fā)明的特性、目的和優(yōu)點將顯而易見，其中在附圖中相同標號作同一表示圖1是蜂窩網(wǎng)電話系統(tǒng)的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例構(gòu)成的用戶單元和基站的方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例構(gòu)成的BPSK信道編碼器和QPSK信道編碼器的方框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例構(gòu)成的發(fā)送信號處理系統(tǒng)的方框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例構(gòu)成的接收處理系統(tǒng)的方框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例構(gòu)成的搜尋指處理系統(tǒng)的方框圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例構(gòu)成的BPSK信道解碼器和QPSK信道解碼器的方框圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二示例實施例構(gòu)成的發(fā)送信號處理系統(tǒng)的方框圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例構(gòu)成的搜尋指處理系統(tǒng)的方框圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例構(gòu)成的發(fā)送信號處理系統(tǒng)的方框圖；圖11是基礎信道根據(jù)本發(fā)明的一個實施例構(gòu)成時執(zhí)行的編碼的方框圖；圖12是基礎信道根據(jù)本發(fā)明的一個實施例構(gòu)成時執(zhí)行的編碼的方框圖；圖13是補充信道根據(jù)本發(fā)明的一個實施例構(gòu)成時執(zhí)行的編碼的方框圖；圖14是控制信道根據(jù)本發(fā)明的一個實施例構(gòu)成時執(zhí)行的編碼的方框圖。
較佳實施例的詳細描述就蜂窩網(wǎng)電信系統(tǒng)的反向鏈路發(fā)送部分，描述一種用于高速率CDMA無線通信的改進的新穎方法和裝置。雖然本發(fā)明可適于在蜂窩網(wǎng)電話系統(tǒng)的多點對一點方向性發(fā)送中使用，但是本發(fā)明同樣適用于前向鏈路發(fā)送。此外，通過采用本發(fā)明，多個其它無線通信系統(tǒng)將受益，這些無線通信系統(tǒng)包括基于衛(wèi)星的衛(wèi)星通信系統(tǒng)、點對點無線通信系統(tǒng)和通過運用同軸電纜或其它寬帶纜線傳送射頻信號的系統(tǒng)。
圖2是按照用戶單元100和基站120構(gòu)成的接收和發(fā)送系統(tǒng)的方框圖。由BPSK信道解碼器103接收第一組數(shù)據(jù)(BPSK)數(shù)據(jù)，其中上述BPSK信道編碼器103產(chǎn)生為執(zhí)行BPSK調(diào)制構(gòu)成的由調(diào)制器104接收的編碼碼元流。由QPSK信道編碼器102接收第二組數(shù)據(jù)(QPSK數(shù)據(jù))，其中上述QPSK編碼器102產(chǎn)生為執(zhí)行QPSK調(diào)制構(gòu)成的同樣由調(diào)制器104接收的編碼碼元流。調(diào)制器104還接收功率控制數(shù)據(jù)和導碼數(shù)據(jù)，其中根據(jù)碼分多址(CDMA)技術(shù)，除調(diào)制BPSK和QPSK編碼數(shù)據(jù)外，還調(diào)制上述功率控制數(shù)據(jù)和導碼數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生由RF處理系統(tǒng)106接收的一組調(diào)制碼元。RF處理系統(tǒng)106對調(diào)制碼元組進行濾波，并將它們上變頻至載波頻率，以運用天線108發(fā)送到基站120。雖然只示出一個用戶單元100，但是多個用戶單元可與基站120進行通信。
在基站120內(nèi)，RF處理系統(tǒng)122利用天線121接收發(fā)送的RF信號，并執(zhí)行帶通濾波、下變頻至基帶和數(shù)字化。解調(diào)器124接收數(shù)字化信號并根據(jù)CDMA技術(shù)執(zhí)行解調(diào)以產(chǎn)生功率控制、BPSK和QPSK軟判決數(shù)據(jù)。BPSK信道解碼器128對從解調(diào)器124接收到的BPSK軟判決數(shù)據(jù)進行解碼，以提供對BPSK數(shù)據(jù)的最佳估計，而且QPSK信道解碼器126對由解調(diào)器124接收到的QPSK軟判決數(shù)據(jù)進行解碼，以產(chǎn)生對QPSK數(shù)據(jù)的最佳估計。于是，可獲得對第一和第二組數(shù)據(jù)的最佳估計來進一步處理或進到下一個目的地，而且可獲得直接使用或在編碼之后使用的接收功率控制數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)用于把數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶單元100的前向鏈路信道的發(fā)送功率。
圖3是本發(fā)明的示例實施例構(gòu)成的BPSK信道編碼器103和QPSK信道編碼器102的方框圖。在BPSK信道編碼器103內(nèi)，由在第一組數(shù)據(jù)的每20毫秒幀產(chǎn)生檢查和的CRC檢查和發(fā)生器130接收BPSK數(shù)據(jù)。由尾部位發(fā)生器132接收數(shù)據(jù)幀以及CRC檢查和，其中尾部位發(fā)生器132將包含8個邏輯零的尾位附在每幀的末端以在解碼處理的結(jié)束階段提供已知狀態(tài)。然后，由卷積編碼器134接收包含碼尾位和CRC檢查和的幀，其中卷積編碼器134執(zhí)行約束長度(K)9、編碼率(R)1/4的卷積編碼，從而以四倍于編碼器輸入速率(ER)的速率產(chǎn)生編碼碼元。在另一方法中，執(zhí)行其它編碼率，包括編碼率1/2，但是由于它的最佳復雜度-性能特性最好是運用編碼率1/4。塊交錯器136對編碼碼元執(zhí)行位交錯，來提供時間分集從而在快速衰落環(huán)境中能進行更加可靠的發(fā)送。由可變起點重復器138接收所得交錯碼元，其中上述重復器138重復交錯碼元序列達充分的次數(shù)NR，來提供相當于具有恒定數(shù)量碼元的輸出幀的恒定速率碼元流。重復碼元序列還增加數(shù)據(jù)的時間分集來克服衰落。在示例實施例中，對于每個幀，碼元的恒定數(shù)量等于6,144碼元，形成碼元數(shù)量是307.2千碼元/秒(ksps)。此外，重復器138運用不同的起點開始重復每個碼元序列。當每幀產(chǎn)生6,144個碼元所需的NR的值不是整數(shù)時，只對一部分碼元序列執(zhí)行最后重復。由產(chǎn)生值為+1或-1的BPSK編碼碼元流(BPSK)的BPSK映射器139接收所得重復碼元組，來執(zhí)行BPSK調(diào)制。在另一方法中，在塊交錯器136之前設置重復器138，從而塊交錯器136接收每幀相同數(shù)量的碼元。
在QPSK信道編碼器102內(nèi)，由對每20毫秒幀產(chǎn)生檢查和的CRC檢查和發(fā)生器140接收QPSK數(shù)據(jù)。由碼尾位發(fā)生器142接收包含CRC檢查和的幀，其中上述碼尾位發(fā)生器142把一組邏輯零的8個尾位附在幀的末端。由卷積編碼器144接收包含碼尾位和CRC檢查和的幀，其中上述卷積編碼器144執(zhí)行K＝9，R＝1/4的卷積編碼，從而以四倍于編碼器輸入速率(ER)的速率產(chǎn)生碼元。塊交錯器146對碼元執(zhí)行位交錯，而且由可變起點重復器148接收所得交錯碼元?？勺兤瘘c重復器148運用在碼元序列內(nèi)每次重復的不同起點，重復交錯的碼元序列達重復次數(shù)NR，來對于每幀產(chǎn)生12,288個碼元，從而形成編碼碼元速率614.4千碼元/秒(ksps)。當NR不是整數(shù)時，只對一部分碼元序列執(zhí)行最后重復。由QPSK映射器149接收所得重復碼元，其中上述映射器149產(chǎn)生為執(zhí)行包含值位+1和-1的同相QPSK編碼碼元流(QPSKI)和值為+1和-1的正交相位QPSK編碼碼元流(QPSKQ)的QPSK調(diào)制構(gòu)成的QPSK編碼碼元流。在另一方法中，將重復器148設置在塊交錯器146之前，從而塊交錯器146每幀接收相同數(shù)量的碼元。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例構(gòu)成的圖2的調(diào)制器104的方框圖。運用乘法器150b，通過Walsh碼W2調(diào)制來自BPSK信道編碼器103的每個BPSK碼元，而且運用乘法器150c和154d，通過Walsh碼W3調(diào)制來自QPSK信道編碼器102的每個QPSKI和QPSKQ碼元。運用乘法器150a，通過Walsh碼W1調(diào)制功率控制數(shù)據(jù)(PC)。增益調(diào)節(jié)152接收導碼數(shù)據(jù)(PILOT)，而且根據(jù)增益調(diào)節(jié)因數(shù)A0調(diào)節(jié)幅度。該導碼數(shù)據(jù)最好由與正電壓相關的邏輯電平構(gòu)成，PILOT信號不向基站提供任何用戶數(shù)據(jù)，而是提供相位和幅度信息，從而它可以相關解調(diào)在其余子信道上載送的數(shù)據(jù)，并換算軟判決輸出值以便組合。增益調(diào)節(jié)154根據(jù)增益調(diào)節(jié)因數(shù)A1，調(diào)節(jié)Walsh碼W1調(diào)制功率控制數(shù)據(jù)的幅度，而且增益調(diào)節(jié)156根據(jù)放大變量A2調(diào)節(jié)Walsh碼W2調(diào)制BPSK信道數(shù)據(jù)的幅度。增益調(diào)節(jié)158a和b根據(jù)增益調(diào)節(jié)因數(shù)A3分別調(diào)節(jié)同相和正交相位Walsh碼W3調(diào)制QPSK碼元的幅度。表I中示出在本發(fā)明的較佳實施例中用到的四個Walsh碼。<

表I對于熟悉本技術(shù)領域的人員而言，實際上W0碼根據(jù)沒有進行調(diào)制，它與所示導碼數(shù)據(jù)的處理相一致。通過W1碼調(diào)制功率控制數(shù)據(jù)、通過W2碼調(diào)制BPSK數(shù)據(jù)和通過W3碼調(diào)制QPSK數(shù)據(jù)。一旦通過適當?shù)腤alsh碼進行調(diào)制，則如下所述，根據(jù)BPSK技術(shù)發(fā)送導碼、功率控制數(shù)據(jù)和BPSK數(shù)據(jù)，根據(jù)QPSK技術(shù)發(fā)送QPSK數(shù)據(jù)(QPSKI和QPSKQ)。還應理解，不必使用每個正交信道，而且在本發(fā)明另一個實施例中采用的是只用四個Walsh碼中的三個，同時只提供一個用戶信道。
短正交碼的應用使每碼元產(chǎn)生較少碼片，因而當與采用較Walsh代碼的系統(tǒng)相比，可考慮范圍更大的編碼和重復。這個擴大的編碼和重復提供抗瑞利衰落的防護，而瑞利衰落是地面通信系統(tǒng)的主要差錯源。對其它數(shù)量的碼和碼長度的運用也符合本發(fā)明，然而，對較大的較長Walsh碼組的運用減小這個抗衰落的增強保護。由于如下所述四個信道提供對于發(fā)送各種數(shù)據(jù)的較大靈活性，同時還保持短的碼長，所以考慮用四個碼片的碼。
加法器160總加來自增益調(diào)節(jié)152、154、156和158a的所得幅度調(diào)節(jié)調(diào)制碼元來產(chǎn)生總加的調(diào)制碼元161。運用乘法器162a和b，通過與長碼180相乘，擴展PN擴展碼PNI和PNQ。運用乘法器164a-d和加法器166a和b，通過復數(shù)乘，用由乘法器162a和162b提供的所得偽隨機碼調(diào)制總加的調(diào)制碼元161，和增益調(diào)節(jié)正交相位碼元QPSKQ163。然后，對所得同相項XI和正交相位項XQ進行濾波(濾波未圖示)，而且運用乘法器168和同相及正交相位正弦信號，以高度簡化的形式在所示RF處理系統(tǒng)106內(nèi)變頻至載波頻率。在本發(fā)明的另一個實施例中，還可運用偏置QPSK上變頻。所得同相和正交相位上變頻信號運用加法器170相加，并根據(jù)主增益調(diào)節(jié)AM由主放大器172進行放大，以產(chǎn)生發(fā)送到基站120的信號s(t)。在本發(fā)明的較佳實施例中，將信號擴展并濾波至1.2288MHz帶寬，來保持與現(xiàn)存CDMA信道的帶寬相兼容。
通過提供發(fā)送數(shù)據(jù)的多個正交信道，以及運用減小響應于高輸入數(shù)據(jù)速率執(zhí)行的重復次數(shù)NR的可變速率重復器，上述發(fā)送信號處理的方法和系統(tǒng)允許單個用戶單元或其它發(fā)送系統(tǒng)在多個數(shù)據(jù)速率下發(fā)送數(shù)據(jù)。特別是，通過減小由圖3的可變起點重復器138或148執(zhí)行的重復率NR，可以支持不斷增加的較高編碼器輸入速率ER。在本發(fā)明的示例實施例中，以加倍的重復率NR執(zhí)行1/2編碼率卷積編碼。表II和III分別示出對于BPSK信道和QPSK信道的由各種重復率NR和編碼率R(等于1/4和1/2)支持的一組示例編碼器速率ER。

表格II.BPSK信道

表III.QPSK信道由于編碼器輸入速率ER等于數(shù)據(jù)發(fā)送速率減去發(fā)送CRC、碼尾位和任何其它開銷信息所需的恒定速率，表II和III示出通過調(diào)節(jié)重復次數(shù)NR，可支持多種數(shù)據(jù)速率，包括高數(shù)據(jù)速率。如表II和III所示，QPSK調(diào)制可用于增加數(shù)據(jù)傳輸速率。通常，預期被使用的速率標有諸如“高速率-72”和“高速率-32”。執(zhí)行被標為高速率-72、高速率-64和高速率-32的速率分別具有72、64和32kbps的話務速率，加上分別以3.6、5.2和5.2kbps的速率，在信令和其它控制數(shù)據(jù)中復接。速率RS1-全速率和RS2-全速率等于遵照IS-95標準的通信系統(tǒng)中用的速率，因此也預期會得到各種兼容性方面的大量應用。零速率是發(fā)送單個二進制位，用來表示幀擦除，它是IS-95標準的一部分。
通過在兩個或多個正交信道上同時發(fā)送數(shù)據(jù)以及/替代通過減小重復率NR來增加發(fā)送速率，可以增加數(shù)據(jù)發(fā)送速率。例如，復接器(未圖示)可以將單個數(shù)據(jù)源分成要通過多個數(shù)據(jù)子信道發(fā)送的多個數(shù)據(jù)源。因此，通過在特定信道上以較高速率發(fā)送，或者在多個信道上同時進行多個發(fā)送，或者兩者兼而有之，可以增加總發(fā)送速率，直至超出接收系統(tǒng)的信號處理能力，而且差錯率變得不可接受，或者達到發(fā)送系統(tǒng)的最大發(fā)送功率。
提供多個信道還增加發(fā)送不同種數(shù)據(jù)的靈活性。例如，可指定BPSK信道用于聲音信息，而指定QPSK信道用于發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)。通過指定一個信道用于以較低數(shù)據(jù)速率發(fā)送對時間敏感的數(shù)據(jù)(諸如，話音)，并且指定其它信道用于發(fā)送對時間不敏感的數(shù)據(jù)(諸如，數(shù)字文件)可以進一步推廣這個實施例。在該實施例中，可以在較大的塊中對將對時間不敏感的數(shù)據(jù)加以交錯，以進一步增加時間分集。在本發(fā)明的另一個實施例中，BPSK信道執(zhí)行基本數(shù)據(jù)發(fā)送，而QPSK信道執(zhí)行溢出發(fā)送。運用正交Walsh碼消除或大量減小用戶單元發(fā)送的信道組之間的任何干擾，因此使它們在基站處得到成功接收所需的發(fā)送能量最小。
為了增加在接收系統(tǒng)處的處理能力，并因此增加用戶單元可以利用較高發(fā)送能力的范圍，還通過一個正交信道發(fā)送導碼數(shù)據(jù)。運用導碼數(shù)據(jù)，通過確定并取出反向鏈路信號的相位偏置，可在接收系統(tǒng)處執(zhí)行相干處理。此外，可將導碼數(shù)據(jù)用來在搜尋式接收機中組合之前，最佳加權(quán)以不同時延接收到的多路徑信號。一旦取出相位偏置，而且適當加權(quán)多徑信號，就可組合多徑信號，從而減小必須接收反向鏈路信號以進行適當處理的功率。這種所需接收功率的減小允許成功地處理較大發(fā)送速率，或者相反減小反向鏈路信號之間的干擾。雖然對于發(fā)送導碼信號，一些附加發(fā)射功率是必需的，但是在較高發(fā)送速率的情況下，導碼信道功率與反向鏈路信號總功率之比遠遠低于較低數(shù)據(jù)速率數(shù)字話音數(shù)據(jù)傳輸蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)的該功率比。因而，在高數(shù)據(jù)速率CDMA系統(tǒng)中，利用相干反向鏈路獲得的Eb/N0增益超過從每個用戶單元發(fā)送導碼數(shù)據(jù)所需的附加功率。
對增益調(diào)節(jié)152-158以及主放大器172的運用，使發(fā)送系統(tǒng)可適應各種無線電信道狀況、發(fā)送速率和數(shù)據(jù)類型，還增加上述系統(tǒng)可利用高發(fā)送能力的程度。具體而言，通過以獨立于其它正交信道的方法，適當接收所需的信道的發(fā)射功率可因狀況變化而隨著時間改變。例如，在最初捕獲反向鏈路信號期間，需要增加導碼信道的功率以方便在基站檢測和同步。然而，一旦獲得反向鏈路信號，導碼信道的所需發(fā)射功率大量減小，而且依據(jù)包括用戶單元的移動速度的各種因素而變化。因此，在信號捕獲期間，增加增益調(diào)節(jié)因數(shù)A0的值，然后在進行的通信期間減小它。在另一個例子中，當通過前向鏈路發(fā)送較能容忍差錯的信息時，或者發(fā)生前向鏈路發(fā)送的環(huán)境不易處于衰落狀況時，可減小增益調(diào)節(jié)因數(shù)A1，因為以低差錯率發(fā)送功率控制數(shù)據(jù)的需要減少。較佳的是，每當不需要功率控制調(diào)節(jié)，增益調(diào)節(jié)因數(shù)A1就減至零。
在本發(fā)明的另一個實施例中，借助通過前向鏈路信號發(fā)送的功率控制命令，使基站120或其它接收系統(tǒng)可改變信道或整個前向鏈路信號的增益調(diào)節(jié)，進一步利用調(diào)節(jié)每個正交信道或整個反向鏈路信號增益的能力。具體而言，基站可發(fā)送功率發(fā)送信息，要求調(diào)節(jié)特定信道或整個前向鏈路信號的發(fā)送功率。在多種情況下，這是有利的，這些情況包括通過BPSK和QPSK信道發(fā)送具有不同差錯敏感度的兩種數(shù)據(jù)(諸如，數(shù)字化話音和數(shù)字數(shù)據(jù))。在這種情況下，基站120對于兩個相關信道建立不同的目標差錯率。如果信道的實際差錯率超出目標差錯率，那么基站命令用戶單元減小該信道的增益調(diào)節(jié)，直至實際差錯率達到目標差錯率。這最終導致一個信道的增益調(diào)節(jié)因數(shù)相對另一個信道增加。即，相對于對差錯不敏感的數(shù)據(jù)的增益調(diào)節(jié)因數(shù)，增大對差錯敏感的數(shù)據(jù)的增益調(diào)節(jié)因數(shù)。在其它情況下，由于衰落狀況或用戶單元100的移動，整個反向鏈路的發(fā)送功率可要求調(diào)節(jié)。在這些情況下，基站120可以通過發(fā)送單個功率控制命令進行該調(diào)節(jié)。
于是，通過允許獨立調(diào)節(jié)以及相互結(jié)合調(diào)節(jié)四個正交信道的增益，可將反向鏈路信號的總發(fā)送功率保持在成功發(fā)送每種數(shù)據(jù)類型所需的最小量，無論上述數(shù)據(jù)類型是導碼數(shù)據(jù)、功率控制數(shù)據(jù)、信令數(shù)據(jù)還是不同類型的用戶數(shù)據(jù)。此外，對于某種數(shù)據(jù)類型，可不同定義成功發(fā)送。給定用戶單元的有限發(fā)送功率能力，以所需最小功率量發(fā)送允許將最大量數(shù)據(jù)發(fā)送到基站，而且還減小在用戶單元之間的干擾。干擾的減小增加了整個CDMA無線蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)的總通信能力。
在反向鏈路信號中用到的功率控制信道允許用戶單元將功率控制信息以各種速率發(fā)送到基站，這些速率包括800功率控制比特/秒的速率。在本發(fā)明的較佳實施例中，功率控制位指令基站增加或減小用于將信息發(fā)送到用戶單元的前向鏈路業(yè)務信道的發(fā)送功率。雖然一般在CDMA系統(tǒng)中進行快速功率控制是十分有用的，但是在涉及數(shù)據(jù)發(fā)送的較高數(shù)據(jù)速率通信的情況下，它特別有用，這是因為數(shù)字數(shù)據(jù)對差錯更加敏感，而且高速率發(fā)送導致甚至在短衰落條件下也丟失大量數(shù)據(jù)。已知高速反向鏈路發(fā)送很可能伴有高速前向鏈路發(fā)送，提供反向鏈路上的快速發(fā)送功率控制進一步促進在CDMA無線電信系統(tǒng)中的高速通信。
在本發(fā)明的另一個示例實施例中，由特定NR定義的一組編碼器輸入速率ER被用來發(fā)送特定類型的數(shù)據(jù)。即，可以最大編碼器輸入速率ER或一組較低編碼器輸入速率ER發(fā)送數(shù)據(jù)，同時相應地調(diào)節(jié)相關NR。在該實施例的較佳實施中，最大速率等于遵照IS-95的無線電信系統(tǒng)用的最大速率，上面參照表II和III將它們稱為RS1-全速率和RS2-全速率，而且每個較低速率大致是下一個較高速率的一半，從而產(chǎn)生包括全速率、半速率、四分之一速率、和八分之一速率的一組速率。通過對于在表IV中提供的BPSK信道中的速率組1和速率組2，使碼元重復率NR增加值NR，可以較佳地產(chǎn)生較低數(shù)據(jù)速率

表IV.RS1和RS速率組 在BPSK信道中QPSK信道的重復率是BPSK信道的兩倍。
根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，當幀的數(shù)據(jù)速率相對于前一個幀而變化時，按照發(fā)送速率的變化調(diào)節(jié)幀的發(fā)送功率。即，當在較高速率幀之后發(fā)送較低速率幀時，對于較低速率幀，與速率減小成正比地減小發(fā)送信道的發(fā)送功率，反之亦然，其中在上述發(fā)送信道上發(fā)送幀。例如，如果在全速率幀期間內(nèi)，信道的發(fā)送功率是發(fā)送功率T，在后來發(fā)送半速率幀期間內(nèi)，發(fā)送功率是發(fā)送功率T/2。最好通過對幀的整個持續(xù)時間減小發(fā)送功率，執(zhí)行發(fā)送功率的減小，但是通過減小發(fā)送負載周期從而取消一些冗余信息，也可以執(zhí)行它。在任一情況下，結(jié)合閉環(huán)功率控制機構(gòu)，進行發(fā)送功率調(diào)節(jié)，從而響應于從基站發(fā)送的功率控制數(shù)據(jù)，進一步調(diào)節(jié)發(fā)送功率。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例構(gòu)成的圖2的RF處理系統(tǒng)122和解調(diào)器124的方框圖。乘法器180a和180b利用分別產(chǎn)生同相接收采樣RI和正交相位接收采樣RQ的同相正弦信號和正交相位正弦信號，下變頻從天線接收到的信號。應理解，以高度簡化的形式示出RF處理系統(tǒng)122，而且根據(jù)已廣知的技術(shù)，還對信號進行匹配濾波和數(shù)字化(未圖示)。然后，將接收采樣RI和RQ加到解調(diào)器124中的搜尋指解調(diào)器182上。每個搜尋指解調(diào)器182處理一例由用戶單元100發(fā)送的反向鏈路信號，如果有該例信號的話，從而通過多路徑現(xiàn)象產(chǎn)生每例反向鏈路信號。雖然示出三個搜尋指解調(diào)器，但是另一些數(shù)量的搜尋指處理器的運用也符合包含單個搜尋指解調(diào)器182的運用的本發(fā)明。每個搜尋指解調(diào)器182產(chǎn)生包含功率控制數(shù)據(jù)、BPSK數(shù)據(jù)和QPSKI數(shù)據(jù)和QPSKQ數(shù)據(jù)的軟判決數(shù)據(jù)組。雖然在本發(fā)明的另一個實施例中，在組合器184內(nèi)執(zhí)行時間調(diào)節(jié)，但是也在相應的搜尋指解調(diào)器182內(nèi)，對每組軟判決數(shù)據(jù)進行時間調(diào)節(jié)。于是，組合器184對從搜尋指解調(diào)器182接收到的軟判決數(shù)據(jù)組求總和，以提供一例功率控制、BPSK、QPSKI和QPSKQ軟判決數(shù)據(jù)。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例構(gòu)成的圖5的搜尋指解調(diào)器182的方框圖。根據(jù)由被處理的反向鏈路信號的特定事例的發(fā)送路徑引入的延遲量，運用時間調(diào)節(jié)190，首先對RI和RQ接收采樣進行時間調(diào)節(jié)。運用乘法器201將長碼200與偽隨機擴展碼PNI和PNQ混合，而且運用乘法器202和加法器204，將所得長碼調(diào)制PNI和PNQ擴展碼的復共軛與時間調(diào)節(jié)RI和RQ接收采樣進行復數(shù)乘，提供項XI和XQ。然后，分別運用Walsh碼W1、W2和W3解調(diào)XI和XQ項的三個分立事例，而且運用4∶1加法器212，通過四個解調(diào)碼片，對所得Walsh解調(diào)數(shù)據(jù)求總和。運用加法器208，通過四個解調(diào)碼片，對XI和XQ第四個事例求和，然后運用導碼濾波器214濾波。在本發(fā)明的較佳實施例中，導碼濾波器214對于由加法器208執(zhí)行的一系列加法求平均，但是對于熟悉本技術(shù)領域的人員而言，其它濾波技術(shù)是顯而易見的。根據(jù)BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)，通過利用乘法器216和加法器217的復共軛乘法，用濾波的同相和正交相位導碼信號對W1和W2Walsh碼解調(diào)數(shù)據(jù)進行相位旋轉(zhuǎn)和定幅度，從而得到軟判決功率控制和BPSK數(shù)據(jù)。根據(jù)QPSK調(diào)制數(shù)據(jù)，運用乘法器218和加法器220，利用同相和正交相位濾波導碼信號，對W3Walsh碼調(diào)制數(shù)據(jù)進行相位旋轉(zhuǎn)，從而得到軟判決QPSK數(shù)據(jù)。由384∶1加法器222通過384個調(diào)制碼元對軟判決功率控制數(shù)據(jù)求總和，從而得到功率控制軟判決數(shù)據(jù)。然后，相位旋轉(zhuǎn)W2Walsh碼調(diào)制數(shù)據(jù)、W3Walsh碼調(diào)制數(shù)據(jù)和功率控制軟判決數(shù)據(jù)可用于進行組合。在本發(fā)明的另一個實施例中，也對功率控制數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼和解碼。
除了提供相位信息之外，還可在接收系統(tǒng)中使用導碼以便于時間跟蹤。在被處理的當前接收采樣之前的一個采樣時刻和在此之后的一個采樣時刻，還通過處理接收數(shù)據(jù)執(zhí)行時間跟蹤。為了確定最近似匹配實際到達時間的時刻，可將前后采樣參考處的導碼信道的幅度與在當前采樣時刻處的幅度相比較，以確定哪個是最大的。如果在一個鄰近采樣時刻處的信號大于在當前采樣時刻處的信號，那么可調(diào)節(jié)定時，從而獲得最佳解調(diào)結(jié)果。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例構(gòu)成的BPSK信道解碼器128和QPSK信道解碼器126(圖2)的方框圖。由存儲接收幀中的第一序列6,144/NR解調(diào)碼元的累加器240接收來自組合器184(圖5)的BPSK軟判決數(shù)據(jù)，并將包含在幀中的每個后續(xù)6,144/NR解調(diào)碼元組與相應存儲累加碼元相加，其中NR依賴于如上所述的BPSK軟判決數(shù)據(jù)的發(fā)送速率。塊去交錯器242對來自可變起點加法器240的累加軟判決數(shù)據(jù)進行去交錯，而且Viterbi解碼器244將去交錯的軟判決數(shù)據(jù)解碼，以產(chǎn)生硬判決數(shù)據(jù)以及CRC檢查和結(jié)果。在QPSK解碼器126內(nèi)，由去復接器246將來自組合器184(圖5)的QPSKI和QPSKQ軟判決數(shù)據(jù)去復接成單個軟判決數(shù)據(jù)流，而且由累加每個6,144/NR解調(diào)碼元的累加器248接收單個軟判決數(shù)據(jù)，其中NR依賴于QPSK數(shù)據(jù)的發(fā)送速率。塊去交錯器250對來自可變起點加法器248的軟判決數(shù)據(jù)進行去交錯，而且Viterbi解碼器252將去交錯的調(diào)制碼元解碼，以產(chǎn)生硬判決數(shù)據(jù)以及CRC檢查和結(jié)果。參照圖3所述的另一個示例實施例中，在交錯之前執(zhí)行碼元重復，將累加器240和248設置在塊去交錯器242和250之后。在加入速率組的運用因而特定幀的速率未知的本發(fā)明的實施例中，采用多個解碼器，每個在不同傳輸速率下進行操作，而且根據(jù)CRC檢查和結(jié)果，選擇與最有可能被使用的傳輸速率相關的幀。其它差錯校驗方法的運用也符合本發(fā)明的實踐。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例構(gòu)成的調(diào)制器104(圖2)的方框圖，其中采用單個BPSK數(shù)據(jù)信道。由增益調(diào)節(jié)452根據(jù)增益調(diào)制因數(shù)A0調(diào)節(jié)導碼數(shù)據(jù)的增益。由乘法器150a用Walsh碼W1調(diào)制功率控制數(shù)據(jù)，而且由增益調(diào)節(jié)454根據(jù)增益調(diào)節(jié)因數(shù)A1調(diào)節(jié)功率控制數(shù)據(jù)的增益。由加法器460總加增益調(diào)節(jié)導碼數(shù)據(jù)和功率控制數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生總和數(shù)據(jù)461。由乘法器150b利用Walsh碼W2調(diào)制BPSK數(shù)據(jù)，而且運用增益調(diào)節(jié)456根據(jù)增益調(diào)節(jié)因數(shù)A2調(diào)節(jié)其增益。
利用長碼480調(diào)制同相偽隨機擴展碼(PNI)和正交相位偽隨機擴展碼(PNQ)。運用乘法器464a-d和加法器466a-b，將所得長碼調(diào)制PNI和PNQ與總和數(shù)據(jù)461和來自增益調(diào)節(jié)456的增益調(diào)節(jié)BPSK數(shù)據(jù)進行復數(shù)乘，從而得到XI和XQ。然后，利用乘法器468，以同相和正交相位正弦信號將XI和XQ上變頻，而且分別由加法器470總加所得各上變頻信號，并由乘法器472根據(jù)幅度因數(shù)AM加以放大，從而產(chǎn)生信號s(t)。
如圖8所示的實施例與這里所述的其它實施例的不同之處在于，將BPSK數(shù)據(jù)設置在正交相位信道中，而將導碼數(shù)據(jù)和功率控制數(shù)據(jù)設置在同相信道中。在這里所述的本發(fā)明的前面實施例中，將BPSK數(shù)據(jù)和導碼數(shù)據(jù)以及功率控制數(shù)據(jù)一起設置在同相信道中。將BPSK數(shù)據(jù)設置在正交相位信道和將導碼與功率控制數(shù)據(jù)設置在同相信道中減小了反向鏈路信號的峰值-平均功率比，而且信道的相位是正交的，導致兩個信道之和的數(shù)量較少響應于數(shù)據(jù)變化而改變。這減小了保持給定平均功率所需的峰值功率，從而減小反向鏈路信號的峰值-平均功率比特性。這種峰值-平均功率比的減小降低了必須在基站處接收反向鏈路信號的峰值功率，以保持給定發(fā)送速率，因此增加具有最大發(fā)送功率的用戶單元在不能發(fā)送可在基站處以所需峰值功率接收的信號之前離開基站的距離。這增加了用戶單元在任何給定數(shù)據(jù)速率下可以成功地進行通信的范圍，或者允許在給定距離內(nèi)保持更大數(shù)據(jù)速率。
圖9是當根據(jù)如圖8所示的本發(fā)明的實施例構(gòu)成時，搜尋指解調(diào)器182的方框圖。由定時調(diào)節(jié)290對接收采樣RI和RQ進行時間調(diào)節(jié)，而且運用乘法器301將PNI和PNQ碼與長碼200相乘。然后，利用乘法器302和加法器304，將時間調(diào)節(jié)接收采樣乘以PNI和PNQ碼的復共軛，得到XI和XQ。運用Walsh碼W1和Walsh碼W2，，通過乘法器310解調(diào)XI和XQ的第一和第二事例，而且運用加法器312，將所得解調(diào)碼元4個為一組相加。由加法器308，通過四個解調(diào)碼元對XI和XQ的第三事例求總和，以產(chǎn)生導碼參考數(shù)據(jù)。由導碼濾波器314將導碼參考數(shù)據(jù)濾波后，用于通過乘法器316和加法器320對總和Walsh碼調(diào)制數(shù)據(jù)進行相位旋轉(zhuǎn)和定幅度，從而產(chǎn)生BPSK軟判決數(shù)據(jù)，而且在由384∶1加法器322通過384個碼元求總和之后，產(chǎn)生軟判決功率控制數(shù)據(jù)。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例構(gòu)成的發(fā)送系統(tǒng)的方框圖。信道增益400根據(jù)增益變量A0調(diào)節(jié)導碼信道402的增益。由映射器405將基礎信道碼元404映射為+1和-1值，并利用等于+，+，-，-(其中，+＝+1，-＝-1)的Walsh碼WF調(diào)制每個碼元。由增益調(diào)節(jié)406根據(jù)變量A1調(diào)節(jié)WF調(diào)制數(shù)據(jù)的增益。由加法器408對增益調(diào)節(jié)400和406的輸出求總和，提供同相數(shù)據(jù)410。
由映射器412將補充信道碼元411映射為+和-值，而且利用等于+，-的Walsh碼WS調(diào)制每個碼元。增益調(diào)節(jié)414調(diào)節(jié)WS調(diào)制數(shù)據(jù)的增益。由映射器416將控制信道數(shù)據(jù)415映射為+和-值。利用等于+，+，+，+，-，-，-，-的Walsh碼調(diào)制每個碼元。由增益調(diào)節(jié)418根據(jù)增益變量A3調(diào)節(jié)WC調(diào)制碼元的增益，而且由加法器419對增益調(diào)節(jié)414和418的輸出求總和，以產(chǎn)生正交相位數(shù)據(jù)420。
顯而易見的是，由于Walsh碼WF和WS長度不同，而且以相同碼片數(shù)量產(chǎn)生，所以基礎信道以一半于補充信道的速率發(fā)送數(shù)據(jù)碼元。出于類似的原因，顯而易見的是，控制信道以一半于基礎信道的速率發(fā)送數(shù)據(jù)碼元。
如圖所示，將同相數(shù)據(jù)410和正交相位數(shù)據(jù)420與PNI和PNQ擴展碼進行復數(shù)乘，提供同相項XI和正交相位項XQ。將正交相位項XQ延遲PN擴展碼碼片的持續(xù)時間的1/2，以執(zhí)行偏置QPSK擴展，然后根據(jù)如圖4所示和如上所述的RF處理系統(tǒng)106對XI和XQ進行上變頻。
通過利用如上所述的具有不同長度的Walsh碼WF、WS和WC，這種變通方法提供具有更多種速率的一組通信信道。此外，補充信道用較短的2碼片Walsh碼WS提供一種正交較高數(shù)據(jù)速率補充信道，其峰值-平均功率比低于使用4碼片Walsh碼的用兩個信道的峰值-平均發(fā)送功率比。這還增強了發(fā)送系統(tǒng)的性能，該系統(tǒng)中給定放大器可以保持較高速率，或者運用較低峰值-平均發(fā)送功率波形以較大范圍進行發(fā)送。
參照圖10描述的Walsh碼分配方案可被看作根據(jù)表VI分配8個碼片Walsh空間。

表VI.
除了減小峰值-平均發(fā)送功率比之外，運用單個較短Walsh碼分配8碼片Walsh信道組減小了發(fā)送系統(tǒng)的復雜度。例如，利用四個8碼片Walsh碼進行調(diào)制并對其結(jié)果求總和需要附加電路，因此更加復雜。
還考慮到，如圖10所示的發(fā)送系統(tǒng)可以在各種擴展帶寬下進行操作，因而在除了1.2288兆碼片/秒之外的其它各種速率下產(chǎn)生Walsh碼和擴展碼。具體而言，考慮擴展帶寬為3.6864MHz，以及相應的Walsh碼和擴展碼速率為3,6864兆碼片/秒。圖11-14示出根據(jù)3.6864MHz擴展帶寬的運用，對基礎、補充和控制信道執(zhí)行的編碼。為了調(diào)節(jié)編碼以與1.2288MHz擴展帶寬一起使用，通常減小碼元重復次數(shù)。這種原理或調(diào)節(jié)碼元重復次數(shù)可更廣泛地用來增加擴展帶寬，它例如包含運用5MHz擴展帶寬。在下面提供的圖11-14的描述中特別指出除了減小碼元重復次數(shù)之外的其它對1.2288MHz擴展帶寬系統(tǒng)編碼進行的調(diào)節(jié)。
圖11示出對4種速率(例如，全、半、四分之一和八分之一速率)執(zhí)行的編碼，當根據(jù)本發(fā)明的一個實施例執(zhí)行時這些速率構(gòu)成IS-95速率組1。在具有對于每種速率所示的位數(shù)的20ms幀中提供數(shù)據(jù)，而且由CRC檢查總和發(fā)生器500a-d和尾位發(fā)生器502a-d附加CRC校驗位和8個尾位。此外，由卷積編碼器504a-d對于每種速率執(zhí)行1/4編碼率卷積編碼，從而對于每個數(shù)據(jù)位、CRC位或尾位產(chǎn)生四個編碼碼元。運用塊交錯器506a-d對所得編碼碼元的幀進行塊交錯，從而產(chǎn)生所示數(shù)量的碼元。對于較低三種速率，由發(fā)送重復器508a-c重復發(fā)送碼元，如圖中所示，導致對每個幀產(chǎn)生768個編碼碼元。然后，由碼元重復器510a-d重將每種數(shù)率的768個編碼碼元重復24次，從而每種數(shù)率產(chǎn)生每幀18,432個編碼碼元。
如上所述，利用以3,686,400碼片/秒(3.6864兆碼片/秒)產(chǎn)生的4位Walsh碼WF調(diào)制在基礎信道中的每個代碼碼元。因而，對于20毫秒時間間隔(1/50秒)，Walsh和擴展代碼碼片的數(shù)量是73,728，它相當于幀中18,432個編碼碼元的每個碼元有4個Walsh碼片。
對于以1.2288兆碼片/秒工作的系統(tǒng)，由碼元重復器510a-d執(zhí)行的碼元重復次數(shù)減至八次。此外，發(fā)送重復器508a將幀中的碼元序列重復三次，加上第四次發(fā)送120個碼元；發(fā)送重復器508c將幀中的碼元序列重復六次，加上第七次重復48個碼元。此外，對于全速率(未圖示)，包括第四發(fā)送重復器(或者第四發(fā)送重復步驟)，它第二次發(fā)送包含在幀中的384個碼元序列。這些重復的發(fā)送都提供768個碼元的數(shù)據(jù)，當由碼元重復器510a-d重復八次時，相當于6.144個碼元，它是在1.2288兆碼片/秒下，20毫秒幀中的碼片數(shù)。
圖12示出當根據(jù)本發(fā)明的一個實施例執(zhí)行時，對于構(gòu)成IS-95速率組2的四種速率執(zhí)行的編碼。在具有對于每種速率所示的位數(shù)的20毫秒幀中提供數(shù)據(jù)，而且由保留位增添器521a-d對每種速率添加保留位。還由CRC檢查和發(fā)生器520a-d和尾位發(fā)生器522a-d添加CRC校驗位和8個尾位。此外，由卷積編碼器524a-d對每種速率執(zhí)行1/4編碼率卷積編碼，從而對每個數(shù)據(jù)、CRC或尾位產(chǎn)生4個編碼碼元。運用塊交錯器526a-d對所得編碼碼元的幀進行塊交錯，從而產(chǎn)生所示數(shù)量的碼元。對于較低三種數(shù)率，由所述的發(fā)送重復器528a-c重復發(fā)送碼元，如圖中所示導致對于每個幀產(chǎn)生768個編碼碼元。然后，由碼元重復器530a-d將每種數(shù)率的768個編碼碼元重復24次，從而每種數(shù)率產(chǎn)生每幀18,432個編碼碼元。
對于在1.2288MH擴展帶寬工作的系統(tǒng)，由碼元重復器530a-d執(zhí)行的碼元重復次數(shù)減至4次。此外，發(fā)送重復器528a發(fā)送在幀中的碼元序列兩次，加上第三次發(fā)送384個碼元。發(fā)送重復器528b將幀中的碼元序列重復5次，加上第六次發(fā)送96個碼元。發(fā)送重復器528c將幀中的碼元序列重復10次，加上第11次重復96個碼元。此外，對于全速率(未圖示)，包含第四發(fā)送重復器(或第四發(fā)送重復步驟)，它第二次發(fā)送包含在幀中的384個碼元序列。這些重復的發(fā)送都提供1,536個碼元的數(shù)據(jù)，當由碼元重復器530a-d重復4次時，相當于6.144個碼元。
圖13示出當根據(jù)本發(fā)明的一個實施例執(zhí)行時對補充信道執(zhí)行的編碼。在指定的11種速率中的任一種速率下提供數(shù)據(jù)幀，而且CRC檢查總和發(fā)生器540添加16位CRC檢查和數(shù)據(jù)。尾位發(fā)生器542添加8位編碼器尾部數(shù)據(jù)，導致形成具有所示數(shù)據(jù)速率的幀。卷積編碼器544執(zhí)行1/4編碼率、約束長度K＝9的編碼，對接收到的每個數(shù)據(jù)、CRC或尾位產(chǎn)生4個編碼碼元，而且塊交錯器546對每個幀執(zhí)行塊交錯并根據(jù)輸入幀的規(guī)模對于每個幀輸出所示數(shù)量的編碼碼元。碼元重復器548依據(jù)所示輸入幀規(guī)模將幀重復N次。
示出對于附加的第十二種速率的編碼，以與11種速率相類似的方法執(zhí)行該編碼，除了執(zhí)行1/2編碼率編碼，而不是1/4編碼率。此外，不執(zhí)行碼元重復。
在表VII中提供對于可用于圖13來調(diào)節(jié)不同碼片速率(它們與擴展帶寬相對應)的各種碼片速率的幀規(guī)模、編碼器輸入速率、編碼率和碼元重復因數(shù)N的列表。


圖14是對3.6864MHz擴展帶寬系統(tǒng)的控制信道執(zhí)行的處理的方框圖。除了附加工作用于將未編碼的功率控制位引入編碼碼元流的復接器560和碼元重復器562外，該處理一般與其它信道的處理相類似。以每幀16位的編碼率產(chǎn)生功率控制位，而且由碼元重復器562重復18次，產(chǎn)生每幀288個功率控制位。以每一編碼數(shù)據(jù)碼元3個功率控制位的比率將288個功率控制位復接成編碼碼元幀，從而形成每幀總碼元數(shù)為384個。碼元重復器564將384位重復24次，從而對擴展數(shù)據(jù)以500千比特/秒的有效數(shù)據(jù)速率，對功率控制位以800千比特/秒，產(chǎn)生9,216碼元/幀。對1.2288MHz帶寬系統(tǒng)執(zhí)行的較佳處理僅將執(zhí)行的碼元重復次數(shù)從24減至8。
這樣，描述了多信道、高速率的CDMA無線通信系統(tǒng)。進行說明以使熟悉本技術(shù)領域的任何人員能夠進行或運用本發(fā)明。對于熟悉本技術(shù)領域的人員而言，這些實施例的各種變更是顯而易見的，而且可將這里所定義的一般原理用于其它實施例，而無需進行創(chuàng)造性勞動。因此，本發(fā)明并不限于這里所示的實施例，而是要符合與這里所揭示的原理和新穎性相一致的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于無線通信系統(tǒng)的用戶單元或其它發(fā)射機，其特征在于，所述用戶單元包括信息數(shù)據(jù)的多個信息源；用于對所述信息數(shù)據(jù)進行編碼的編碼器；控制數(shù)據(jù)的多個控制源；調(diào)制器，用于以各自不同的調(diào)制碼調(diào)制編碼信息數(shù)據(jù)和來自所述多個控制源中的一個或多個控制源的所述控制數(shù)據(jù)，以在載波信號上發(fā)送，其中安排所述調(diào)制器在輸出來自一個信息源的編碼信息數(shù)據(jù)和所述編碼控制數(shù)據(jù)用之發(fā)送之前，將這兩個數(shù)據(jù)組合。
2.如權(quán)利要求1所述的用戶單元，其特征在于，所述控制數(shù)據(jù)包括功率控制數(shù)據(jù)和導碼數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的用戶單元，其特征在于，可操作所述調(diào)制器來利用調(diào)制碼調(diào)制所述功率控制數(shù)據(jù)。
4.如前面任一權(quán)利要求所述的用戶單元，其特征在于，所述調(diào)制碼是Walsh碼。
5.如權(quán)利要求4所述的用戶單元，其特征在于，用于調(diào)制來自所述信息源中的第一個信息源的所述信息數(shù)據(jù)的所述Walsh碼長于用于調(diào)制來自所述信息源中的第二個信息源的所述信息數(shù)據(jù)的所述Walsh碼。
6.如權(quán)利要求5所述的用戶單元，其特征在于，用于調(diào)制所述編碼控制的所述Walsh碼長于用于調(diào)制來自所述信息源的所述第二個信息源的數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)的所述Walsh碼。
7.如權(quán)利要求6所述的用戶單元，其特征在于，用于調(diào)制所述編碼控制數(shù)據(jù)的所述Walsh碼包括8個碼片，用于調(diào)制來自所述信息源中的所述第一個信息源的所述信息數(shù)據(jù)的所述Walsh碼包括4個碼片，而且用于調(diào)制來自所述信息源中的所述第二個信息源的所述信息數(shù)據(jù)的所述Walsh碼包括2個碼片。
8.如前面任一權(quán)利要求所述的用戶單元，其特征在于，還包括用于將來自所述調(diào)制器的所述調(diào)制數(shù)據(jù)相互組合并與擴展碼組合以在載波信號上發(fā)送的組合器。
9.如權(quán)利要求8所述的用戶單元，其特征在于，還包括用于發(fā)送攜帶所述擴展、組合、調(diào)制數(shù)據(jù)的所述載波信號的發(fā)射機電路。
10.如前面任一權(quán)利要求所述的用戶單元，其特征在于，安排所述編碼器以產(chǎn)生低編碼率糾錯和對所述信息數(shù)據(jù)的序列重復。
11.一種用于無線通信系統(tǒng)的基站或其它接收機，其特征在于，所述基站包括接收機，用于接收載波信號，從該信號中取出來自多個信息源的利用各自不同的調(diào)制碼調(diào)制的編碼信息數(shù)據(jù)和來自多個控制源的控制數(shù)據(jù)，并取出利用各自不同的調(diào)制碼調(diào)制的一個或多個所述控制數(shù)據(jù)，以及與所述編碼控制數(shù)據(jù)組合的來自一個信息源的所述編碼信息數(shù)據(jù)；解調(diào)器，用于解調(diào)根據(jù)各自不同的調(diào)制碼解調(diào)所述編碼信息數(shù)據(jù)和所述控制數(shù)據(jù)；解碼器，用于對所述編碼信息和控制數(shù)據(jù)進行解碼。
12.一種方法，用于將控制數(shù)據(jù)、基礎數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)從用戶單元組中的第一用戶單元發(fā)送到與所述所述用戶單元組進行通信的基站，其特征在于，包括a)以第一Walsh碼調(diào)制所述補充數(shù)據(jù)；b)以第二Walsh碼調(diào)制所述基礎數(shù)據(jù)；c)以第三Walsh碼調(diào)制所述控制數(shù)據(jù)；其中，所述第一Walsh碼短于所述第二Walsh碼，而且所述第二Walsh碼短于所述第三Walsh碼。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一Walsh碼包括2個碼片，所述第二Walsh碼包括4個碼片，而所述第三Walsh碼包括8個碼片。
14.如權(quán)利要求12或13中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，還包括導碼信道，其中對所述導碼信道與所述基礎數(shù)據(jù)求總和，而且對所述補充數(shù)據(jù)與所述控制數(shù)據(jù)求總和。
15.一種發(fā)送來自用戶單元的數(shù)據(jù)以在無線通信系統(tǒng)中使用的方法，其特征在于，所述方法包括捕獲來自多個信息源的信息數(shù)據(jù)；對所述信息數(shù)據(jù)進行編碼；捕獲來自多個控制源的控制數(shù)據(jù)；以各自不同的調(diào)制碼調(diào)制所述編碼信息數(shù)據(jù)和來自所述多個控制源中的一個或多個控制源的所述控制數(shù)據(jù)，其中在輸出來自一個信息源的所述編碼信息數(shù)據(jù)和所述編碼控制數(shù)據(jù)用于發(fā)送之前，將這兩個數(shù)據(jù)組合。
全文摘要
通過利用每一正交波形周期具有少量PN擴展碼片的一組正交信道碼(Wc,Ws,Wf),形成一組增益獨立調(diào)節(jié)的用戶信道(402,404,411,415)。對通過一個發(fā)送信道發(fā)送的數(shù)據(jù)進行低編碼率糾錯編碼,而且重復該數(shù)據(jù)序列后,用一個子信道碼進行調(diào)制,調(diào)節(jié)增益,并求與運用其它子信道碼調(diào)制的數(shù)據(jù)的總和。運用用戶長碼和偽隨機擴展碼(PN碼)調(diào)制所得總和數(shù)據(jù)(410,420),并上變頻以進行發(fā)送。運用短正交碼提供干擾抑制,同時仍然允許為時間分集進行擴大糾錯編碼和重復來克服一般在地面無線系統(tǒng)中經(jīng)歷的瑞利衰落。子信道碼組可包含4個Walsh碼,每個與其余碼組正交。最好運用4個子信道,因為它允許使用較短的正交碼,然而,因運用較大數(shù)量的信道正交較長也可接受。最好通過第一個發(fā)送信道發(fā)送導碼數(shù)據(jù),并通過第二發(fā)送信道發(fā)送功率控制數(shù)據(jù)。每個信道碼中的碼片長度或數(shù)量可不同,從而減小峰值－平均發(fā)送功率以進行較高速率數(shù)據(jù)發(fā)送。
文檔編號H04B1/707GK1256813SQ98805015
公開日2000年6月14日 申請日期1998年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月14日
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