專利名稱：降低導(dǎo)頻的多徑碼分多址接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)字通信。更具體地講，本發(fā)明涉及一種使用碼分多址空中接口的系統(tǒng)和方法，它大大減小了的全局和指定導(dǎo)頻所需信號(hào)功率，同時(shí)通過對(duì)一個(gè)特定信道使用四相移相鍵控(QPSK)業(yè)務(wù)信號(hào)以執(zhí)行信道估計(jì)和載波恢復(fù)提高了操作性能。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在大多數(shù)先進(jìn)的通信技術(shù)使用數(shù)字?jǐn)U展頻譜調(diào)制或碼分多址(CDMA)。數(shù)字?jǐn)U展頻譜是一種通信技術(shù)，其中用通過利用偽噪聲信號(hào)調(diào)制要發(fā)送的數(shù)據(jù)而擴(kuò)寬的頻帶(擴(kuò)展頻譜)發(fā)送數(shù)據(jù)。CDMA可以發(fā)送數(shù)據(jù)，而不受信號(hào)失真或傳送路徑中干擾頻率的影響。
圖1中示出了一個(gè)簡(jiǎn)化的CDMA通信系統(tǒng)，其包括一個(gè)給定帶寬的單一通信信道，其由重復(fù)偽噪聲(pn)序列發(fā)生器產(chǎn)生的預(yù)定模式的擴(kuò)展碼混合。用pn序列調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字?jǐn)U展頻譜信號(hào)。然后，用數(shù)字?jǐn)U展頻譜信號(hào)調(diào)制載波信號(hào)，建立一個(gè)前向鏈路，并發(fā)送載波信號(hào)。接收機(jī)解調(diào)發(fā)送的載波信號(hào)，提取數(shù)字?jǐn)U展頻譜信號(hào)。在與匹配pn序列相關(guān)后再生發(fā)送的數(shù)據(jù)。重復(fù)進(jìn)行相同的處理，以建立一個(gè)反向鏈路。
在地面通信過程中，發(fā)送的信號(hào)受到由于各種地形和環(huán)境條件以及人造障礙反射造成的擾動(dòng)。這在接收機(jī)產(chǎn)生了具有不同時(shí)間延遲的多個(gè)接收信號(hào)。這種效果一般稱為多徑傳播。此外，每個(gè)路徑到達(dá)接收機(jī)的延遲信號(hào)帶有唯一的幅度和載波相位。
為了識(shí)別多徑傳播中的多個(gè)分量，必須確定相對(duì)延遲以及幅度和相位。可以用一個(gè)調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)執(zhí)行這種確定，但一般在與一個(gè)未調(diào)制信號(hào)比較時(shí)可以獲得更精確的再現(xiàn)。在大多數(shù)數(shù)字?jǐn)U展頻譜系統(tǒng)中，使用一個(gè)通過給導(dǎo)頻信號(hào)指定一個(gè)單獨(dú)的pn序列而從發(fā)射的調(diào)制數(shù)據(jù)離散出來的未調(diào)制導(dǎo)頻信號(hào)是更為有效的。對(duì)于從一個(gè)基站向多個(gè)用戶發(fā)送許多信號(hào)的系統(tǒng)，全局導(dǎo)頻信號(hào)是最有價(jià)值的。
在一個(gè)發(fā)射許多信道的基站的情況下，全局導(dǎo)頻信號(hào)由向該特定基站提供服務(wù)的多個(gè)用戶提供相同的導(dǎo)頻序列，并且被用于一個(gè)單獨(dú)用戶的最初捕獲，和用于使用戶獲得用于相干接收的信道估計(jì)以及組合多徑分量。但是，在所需的信號(hào)強(qiáng)度，全局導(dǎo)頻信號(hào)可能使用多達(dá)百分之十的前向空中容量。
同樣的多徑失真影響到基站的用戶反向鏈路傳輸。在每個(gè)單獨(dú)的用戶返回信號(hào)中插入一個(gè)指定導(dǎo)頻可能消耗多達(dá)百分之二十的總反向信道空中容量。
在EP0675606A1中公開了一種典型的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)把一個(gè)再調(diào)制信號(hào)與一個(gè)基帶信號(hào)組合，以獲得頻率偏移分量。組合信號(hào)的這個(gè)頻率偏移分量糾正信道信號(hào)的頻率偏移。
沒有相位和幅度估計(jì)，必須執(zhí)行非相干或差分相干接收技術(shù)。因此，需要有一種減少全局導(dǎo)頻和指定導(dǎo)頻信號(hào)的空中容量同時(shí)保持了希望的空中接口性能的相干解調(diào)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種數(shù)字?jǐn)U展頻譜通信系統(tǒng)，它利用導(dǎo)頻輔助相干多徑解調(diào)大大減少了全局導(dǎo)頻和指定導(dǎo)頻額外開銷。該系統(tǒng)和方法使用了一個(gè)QPSK調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)，從而除去調(diào)制的數(shù)據(jù)，并且把恢復(fù)的載波用于信道幅度和相位估計(jì)。產(chǎn)生的信號(hào)沒有數(shù)據(jù)調(diào)制，并且被用作偽導(dǎo)頻信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，與偽導(dǎo)頻信號(hào)結(jié)合，利用一個(gè)多輸入鎖相環(huán)進(jìn)一步消除由于使用多個(gè)偽導(dǎo)頻信號(hào)造成的載波偏移而產(chǎn)生的誤差。仍然需要一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)來解析絕對(duì)相位模糊度，但是在大大減小的幅度。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種碼分多址通信系統(tǒng)，它減小了所需全局和指定導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是減小全局和指定導(dǎo)頻信號(hào)的發(fā)射電平，從而它們消耗空中接口中可忽略的額外開銷，同時(shí)提供了相干解調(diào)所需的信息。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用戶設(shè)備，所述用戶設(shè)備包括接收機(jī)，所述接收機(jī)用于接收在通信信號(hào)中多個(gè)信道的至少一信道，所述接收機(jī)包括自適應(yīng)匹配濾波器，所述自適應(yīng)匹配濾波器用于接收通信信號(hào)，以使用加權(quán)信號(hào)而產(chǎn)生經(jīng)濾波信號(hào)；瑞克接收機(jī)，所述瑞克接收機(jī)用于接收所述通信信號(hào)與為經(jīng)選擇信道所產(chǎn)生的偽噪聲信號(hào)，以及用于產(chǎn)生濾波器加權(quán)信號(hào)；用于以校正信號(hào)定義所述濾波器加權(quán)信號(hào)的裝置，所述校正信號(hào)產(chǎn)生由所述自適應(yīng)匹配濾波器所使用的加權(quán)信號(hào)；信道解擴(kuò)器，用于所述經(jīng)選擇信道，所述信道解擴(kuò)器與所述自適應(yīng)匹配濾波器的輸出耦合，用于使用為所述經(jīng)選擇信道所產(chǎn)生的偽造聲信號(hào)而解擴(kuò)所述經(jīng)濾波信號(hào)，以產(chǎn)生所述經(jīng)選擇信道的解擴(kuò)信道信號(hào)；導(dǎo)頻信道解擴(kuò)器，用于導(dǎo)頻信道，所述導(dǎo)頻信道解擴(kuò)器與所述自適應(yīng)匹配濾波器的輸出耦合，其使用所述導(dǎo)頻信道的偽噪聲信號(hào)產(chǎn)生器對(duì)所述經(jīng)濾波信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，以產(chǎn)生所述導(dǎo)頻信道的解擴(kuò)導(dǎo)頻信號(hào)；硬判決處理器，所述硬判決處理器與復(fù)共軛處理器相關(guān)聯(lián)，用于接收所述經(jīng)選擇信道的解擴(kuò)信道信號(hào)以及產(chǎn)生所述校正信號(hào)；以及鎖相環(huán)，其利用至少所述解擴(kuò)導(dǎo)頻信號(hào)以產(chǎn)生相位校正信號(hào)，所述相位校正信號(hào)用于產(chǎn)生經(jīng)相位校正的信道信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于用戶設(shè)備以接收多個(gè)信道中至少一信道的方法，所述方法包括下列步驟接收通信信號(hào)；以自適應(yīng)匹配濾波器過濾所接收的通信信號(hào)，以使用加權(quán)信號(hào)來產(chǎn)生經(jīng)濾波信號(hào)；使用所述通信信號(hào)以及偽噪聲信號(hào)，以瑞克接收器產(chǎn)生濾波器加權(quán)信號(hào)，所述偽噪聲信號(hào)是為經(jīng)選擇的信道所產(chǎn)生；以校正信號(hào)精制所述濾波器加權(quán)信號(hào)；使用所述經(jīng)選擇信道的偽噪聲信號(hào)對(duì)來自所述經(jīng)濾波信號(hào)的所述經(jīng)選擇信道進(jìn)行解擴(kuò)，以產(chǎn)生所述經(jīng)選擇信道的解擴(kuò)信道信號(hào)；使用為所述導(dǎo)頻信道所產(chǎn)生的偽噪聲信號(hào)，對(duì)來自所述經(jīng)濾波信號(hào)的導(dǎo)頻信道進(jìn)行解擴(kuò)，以產(chǎn)生所述導(dǎo)頻信道的解擴(kuò)導(dǎo)頻信號(hào)；利用與復(fù)共軛處理器相關(guān)聯(lián)的硬判決處理器處理所述經(jīng)選擇解擴(kuò)信道信號(hào)，以產(chǎn)生所述校正信號(hào)；以及以鎖相環(huán)從所述解擴(kuò)導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生相位校正信號(hào)，以對(duì)所述經(jīng)選擇信道信號(hào)進(jìn)行相位校正。
在閱讀了優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明之后，熟悉本領(lǐng)域的人員將會(huì)了解系統(tǒng)和方法的其它目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)典型CDMA通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)化方框圖；圖2是一個(gè)B-CDMATM通信系統(tǒng)的詳細(xì)方框圖；圖3A是一個(gè)同相比特流的曲線圖；圖3B是一個(gè)正交比特流的曲線圖；圖3C是一個(gè)偽噪聲(pn)比特序列的曲線圖；圖4是使用一個(gè)偽導(dǎo)頻信號(hào)的本發(fā)明的詳細(xì)方框圖，具有在碼片級(jí)執(zhí)行的載波偏移糾正；圖5是一個(gè)瑞克接收機(jī)的方框圖；圖6是在一個(gè)顯示硬判決的QPSK星座上的一個(gè)接收碼元p0的示意圖；圖7對(duì)應(yīng)于指定碼元的糾正角度的示意圖；圖8是在應(yīng)用了對(duì)應(yīng)于指定碼元的糾正之后所得碼元誤差的示意圖；圖9是一個(gè)慣用鎖相環(huán)的方框圖；圖10是使用了一個(gè)偽導(dǎo)頻信號(hào)在碼元級(jí)執(zhí)行載波偏移糾正的本發(fā)明的詳細(xì)方框圖；圖11是使用了一個(gè)偽導(dǎo)頻信和MIPLL的在碼片級(jí)執(zhí)行載波偏移糾正的本發(fā)明的詳細(xì)方框圖；圖12是多輸入鎖相環(huán)(MIPLL)的方框圖；圖13是使用了一個(gè)偽導(dǎo)頻信號(hào)和MIPLL的在碼元級(jí)執(zhí)行載波偏移糾正的本發(fā)明的詳細(xì)方框圖。
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)代表相同的元件。
如圖2中所示的一個(gè)B-CDMATM通信系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)射機(jī)27和一個(gè)接收機(jī)29，它們可以存在于基站或移動(dòng)用戶接收機(jī)中。發(fā)射機(jī)27包括一個(gè)信號(hào)處理器31，它把話音或非話音信號(hào)33以不同的數(shù)據(jù)率，例如，8kbps，16kbps，32kbps，或64kbps的數(shù)據(jù)率，編碼成數(shù)據(jù)。信號(hào)處理器31根據(jù)信號(hào)的類型選擇一個(gè)數(shù)據(jù)率或響應(yīng)一個(gè)設(shè)定數(shù)據(jù)率。
通過背景技術(shù)，在一個(gè)多址環(huán)境中的發(fā)送信號(hào)的產(chǎn)生中包括兩個(gè)步驟。首先，利用前向糾錯(cuò)碼(FEC)35給可以認(rèn)為是一個(gè)二相調(diào)制信號(hào)的輸入數(shù)據(jù)33編碼。例如，如果用一個(gè)R＝1/2卷積碼，單一的二相調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)成為雙變量或兩個(gè)二相調(diào)制信號(hào)。將一個(gè)信號(hào)分配給同相信道I 41a。把另一個(gè)信號(hào)分配給正交信道Q 41b。一個(gè)復(fù)數(shù)的形式為a+bj，其中a和b是實(shí)數(shù)，并且j2＝-1。二相調(diào)制I和Q信號(hào)通常稱為四相移相鍵控(QPSK)。在本優(yōu)選實(shí)施例中，用于K＝7的限制長(zhǎng)度和R＝1/2的卷積碼率的抽頭發(fā)生器多項(xiàng)式是G1＝171837和G2＝133839。
在第二步驟中，用復(fù)偽噪聲(pn)序列擴(kuò)展兩個(gè)二相調(diào)制數(shù)據(jù)或碼元41a，41b。產(chǎn)生的I 45a和Q 45b擴(kuò)展信號(hào)與其它具有不同擴(kuò)展碼的擴(kuò)展信號(hào)(信道)混合53，乘以(混合)載波信號(hào)51，并發(fā)送55。發(fā)送55可以包括多個(gè)具有不同數(shù)據(jù)率的單獨(dú)信道。
接收機(jī)29包括解調(diào)器57a，57b，它們把發(fā)送的寬帶信號(hào)55下混合成一個(gè)中間載波頻率59a，59b。第二下變換將信號(hào)降低到基帶。然后，對(duì)QPSK信號(hào)進(jìn)行濾波61，并與本地產(chǎn)生的復(fù)pn序列43a，43b混合，該復(fù)pn序列43a，43b與發(fā)送復(fù)數(shù)代碼的共軛相匹配。只有在發(fā)射機(jī)27用相同代碼擴(kuò)展的原始波形被有效地去擴(kuò)展。其它波形對(duì)接收機(jī)29表現(xiàn)為噪聲。然后將數(shù)據(jù)65a，65b傳送到信號(hào)處理器67，在信號(hào)處理器67進(jìn)行對(duì)卷積編碼數(shù)據(jù)的FEC譯碼。
如圖3A和3B中所示，一個(gè)QPSK碼元是由來自同相(I)和正交(Q)信號(hào)每個(gè)的一個(gè)比特組成的。這些比特代表一個(gè)模擬抽樣或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的一個(gè)量化版本?？梢钥吹酱a元的持續(xù)時(shí)間ts等于比特的持續(xù)時(shí)間。
發(fā)送的碼元通過把QPSK碼元流乘以一個(gè)唯一的復(fù)pn序列擴(kuò)展。I和Qpn序列都是由一個(gè)以高得多的速率產(chǎn)生的比特流構(gòu)成的，該速率一般是碼元率的100到200倍。圖3C中示出了一個(gè)這樣的pn序列。將復(fù)pn序列與復(fù)碼元比特流混合，產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)U展信號(hào)。擴(kuò)展信號(hào)的分量稱為碼片，碼片具有小得多的持續(xù)時(shí)間tc。
當(dāng)信號(hào)被接收和解調(diào)時(shí)，基帶信號(hào)是在碼片級(jí)。信號(hào)的I和Q分量都是用在擴(kuò)展期間使用的pn序列的共軛去擴(kuò)展的，把信號(hào)返回到碼元級(jí)。但是，由于載波偏移，由各個(gè)碼片波形的失真表現(xiàn)出發(fā)送過程中遭到的相位惡化。如果在碼片級(jí)進(jìn)行載波偏移糾正，可以看到由于碼片級(jí)信號(hào)的固有解析度，而使整體精度提高。也可以在碼元級(jí)進(jìn)行載波偏移糾正，但整體精度小。但是，由于碼元率大大小于碼片率，因而在碼元級(jí)進(jìn)行糾正時(shí)，只需要較小的整體處理速度。
以下是根據(jù)不需要大幅度的導(dǎo)頻信號(hào)的本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的接收機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)造。以下的系統(tǒng)代替了圖2中的濾波，去擴(kuò)展和信號(hào)處理。系統(tǒng)具有在碼片和碼元級(jí)進(jìn)行的載波偏移糾正。
如圖4中所示，示出了一個(gè)使用本發(fā)明的系統(tǒng)75和方法的接收機(jī)。輸入了一個(gè)由同相和正交相分量構(gòu)成的復(fù)基帶數(shù)字?jǐn)U展頻譜信號(hào)77，并用自適應(yīng)匹配濾波器(AMF)79或其它自適應(yīng)濾波裝置濾波。AMF79是一個(gè)橫向?yàn)V波器(有限脈沖響應(yīng)濾波器)，它使用濾波器系數(shù)81使接收信號(hào)77的延遲復(fù)制信號(hào)相互迭加，以提供具有增大的信噪比(SNR)的濾波信號(hào)83。將AMF79的輸出83耦合到多個(gè)信道去擴(kuò)展器851，852，85n和一個(gè)導(dǎo)頻去擴(kuò)展器87。在優(yōu)選實(shí)施例中，n＝3。在分配給各用其自身的pn序列931，932，93n去擴(kuò)展851，852，85n的信道的發(fā)送數(shù)據(jù)77的同時(shí)，用一個(gè)獨(dú)立的去擴(kuò)展器87和pn序列91去擴(kuò)展導(dǎo)頻信號(hào)89。在數(shù)據(jù)信道去擴(kuò)展851，852，85n后，將數(shù)據(jù)比特流951，952，95n耦合到維特比(Viterbi)譯碼器，并輸出991，992，99n。
在調(diào)節(jié)AMF79中使用的濾波器系數(shù)81，或權(quán)數(shù)，是通過各個(gè)多徑傳播路徑的解調(diào)獲得的。這種操作是由一個(gè)瑞克接收機(jī)101執(zhí)行的。用瑞克接收機(jī)101補(bǔ)償多徑失真對(duì)于熟悉通信技術(shù)的人員是熟知的。
如圖5中所示，瑞克接收機(jī)101是由解調(diào)一個(gè)特定多徑分量的多個(gè)路徑解調(diào)器(“手指”)1030，1031，1032，103n的并聯(lián)組合構(gòu)成的。通過由pn序列105確定的給定路徑的定時(shí)估計(jì)來初始化一個(gè)特定解調(diào)器的導(dǎo)頻序列跟蹤環(huán)。在現(xiàn)有技術(shù)中，將一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)用于去擴(kuò)展瑞克接收機(jī)的各個(gè)信號(hào)。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，pn序列105可以屬于通信系統(tǒng)的任何信道931。一般使用具有最大接收信號(hào)的信道。
每個(gè)路徑解調(diào)器包括一個(gè)復(fù)數(shù)混合器1070，1071，1072，107n，以及加法器和鎖存器1090，1091，1092，109n。對(duì)于每個(gè)瑞克元件，pn序列105被延遲τ1111，1112，111n一個(gè)碼片，并且與基帶擴(kuò)展頻譜信號(hào)113混合1071，1072，107n，從而去擴(kuò)展每個(gè)信號(hào)。把每個(gè)乘積輸入到一個(gè)累加器1090，1091，1092，109n，在累加器中把它與以前的乘積相加，并且在下一個(gè)碼元-時(shí)鐘周期之后鎖存。瑞克接收機(jī)101把相對(duì)路徑值提供給每個(gè)多徑分量。多個(gè)n-維輸出1150，1151，1152，115n提供了包含一個(gè)0°，90°，180°或270°的相對(duì)相位誤差的抽樣信道脈沖響應(yīng)的估計(jì)。
返回參考圖4，把來自瑞克接收機(jī)的多個(gè)輸出耦合到一個(gè)n-維復(fù)數(shù)混合器117。與每個(gè)瑞克接收機(jī)101輸出115混合是一個(gè)糾正信號(hào)，以除去包含在瑞克接收機(jī)輸出中的相對(duì)相位誤差。
導(dǎo)頻信號(hào)也是一個(gè)復(fù)QPSK信號(hào)，但是帶有設(shè)定為零的正交分量。本發(fā)明的誤差糾正信號(hào)119是通過首先執(zhí)行對(duì)去擴(kuò)展信號(hào)951的每個(gè)碼元的硬判決121而從去擴(kuò)展信道951導(dǎo)出的。一個(gè)硬判決處理器121確定最靠近去擴(kuò)展碼元值的QPSK星座位置。
如圖6中所示，歐幾里德距離處理器把接收的信道1的碼元p0與四個(gè)QPSK星座點(diǎn)x1，1，x-1，1，x-1，-1，x1，-1比較。由于多徑的或是射頻傳輸55期間的噪聲和失真破壞，需要檢查每個(gè)接收碼元p0。硬判決處理器121計(jì)算從接收碼元p0到每個(gè)象限的四個(gè)距離d1，d-2，d3，d4，和選擇最短距離d-2并指定該碼元位置x-1，1。放棄原始碼元坐標(biāo)p0。
返回參考圖4，在經(jīng)過每個(gè)硬碼元判決121之后，確定了每個(gè)碼元輸出125的復(fù)共軛123。一個(gè)復(fù)共軛是帶有相同實(shí)部和僅是符號(hào)不同的虛部的一對(duì)復(fù)數(shù)中的一個(gè)。
如圖7中所示，通過首先確定指定碼元坐標(biāo)x-1，1的復(fù)共軛解調(diào)或消旋一個(gè)碼元，形成用于除去包含在瑞克接收機(jī)輸出中的相對(duì)相位誤差的糾正信號(hào)119。因此，通過與硬判決有關(guān)的角度有效地使瑞克接收機(jī)輸出消旋，消除了相對(duì)相位誤差。這種操作有效地提供了一個(gè)由導(dǎo)頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，但沒有絕對(duì)相位參考的瑞克接收機(jī)。
返回參考圖4，把從復(fù)共軛123的輸出119耦合到一個(gè)復(fù)數(shù)n-維混合器117，在這里把瑞克接收機(jī)101的每個(gè)輸出與糾正信號(hào)119混合。所得的產(chǎn)物127是如圖8中所示的信道脈沖響應(yīng)p1的噪聲估計(jì)。圖8中所示誤差是用從同相軸開始的π/6的弧度距離表示的。
返回參考圖4，把復(fù)數(shù)n-維混合器117的輸出129耦合到一個(gè)n-維信道估計(jì)器131。信道估計(jì)器131是濾波每個(gè)多徑分量的多個(gè)低通濾波器。把n-維混合器117的輸出耦合到AMF79。這些信號(hào)起AMF79濾波加權(quán)數(shù)的作用。AMF79濾波基帶信號(hào)，以補(bǔ)償由于多徑傳輸導(dǎo)致的信道失真，而無需大幅度的導(dǎo)頻信號(hào)。
瑞克接收機(jī)101與鎖相環(huán)(PLL)133電路結(jié)合使用，以除去載波偏移。載波偏移是作為發(fā)射機(jī)/接收機(jī)組件失配和其它RF失真的結(jié)果而產(chǎn)生的。本發(fā)明75要求通過用導(dǎo)頻pn序列91去擴(kuò)展81來自基帶信號(hào)77的導(dǎo)頻產(chǎn)生一個(gè)低電平導(dǎo)頻信號(hào)135。將導(dǎo)頻信號(hào)耦合到一個(gè)單輸入PLL133。PLL133測(cè)量導(dǎo)頻信號(hào)135與一個(gè)0參考相位之間的相位差。去擴(kuò)展導(dǎo)頻信號(hào)135是耦合到PLL133的實(shí)際誤差信號(hào)。
圖9中示出了一個(gè)慣用PLL133。PLL133包括反正切分析器136，復(fù)數(shù)濾波器137，積分器139，和相位-復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換器141。導(dǎo)頻信號(hào)135是輸入到PLL133的誤差信號(hào)，并被耦合到復(fù)數(shù)濾波器137。復(fù)數(shù)濾波器137包括兩個(gè)增益階段，積分器145，和加法器147。從復(fù)數(shù)濾波器的輸出被耦合到積分器139。頻率的積分是輸出140到轉(zhuǎn)換器141的相位。相位輸出140耦合到一個(gè)轉(zhuǎn)換器141，該轉(zhuǎn)換器141將相位信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)用于與基帶信號(hào)77混合151的復(fù)數(shù)信號(hào)。由于上游操作是可交換的，因此PLL133的輸出149也反饋環(huán)流到系統(tǒng)75。
通過執(zhí)行數(shù)據(jù)調(diào)制的硬判決121和消旋123，處理提供了信道估計(jì)，而沒有使用大的導(dǎo)頻信號(hào)。如果在硬判決處理期間發(fā)生錯(cuò)誤并且沒有正確地指定接收數(shù)據(jù)碼元的象限，處理產(chǎn)生相位誤差。但是，由于提高了業(yè)務(wù)信道的信噪比，減小了相位誤差的可能性。在信道估計(jì)和載波恢復(fù)處理過程中濾除產(chǎn)生的誤差。業(yè)務(wù)信道大約比去擴(kuò)展導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)6dB(2x)。
如前面所講的，本發(fā)明也可以用在碼元級(jí)的載波偏移糾正執(zhí)行。圖10中示出了一個(gè)在碼元級(jí)實(shí)現(xiàn)的可選實(shí)施例150。在組合慣用PLL133的輸出的情況下產(chǎn)生碼片和碼元級(jí)處理之間的差別。在碼元級(jí)，PLL輸出140不經(jīng)受碼片轉(zhuǎn)換141，并且在瑞克接收機(jī)101之后由另一個(gè)n-維混合器153引入到AMF97加權(quán)。相位糾正信號(hào)140反饋也必須與信道去擴(kuò)展器851，852，85n的多個(gè)輸出951，952，95n中的每一個(gè)混合1541，1542，154n，并且與導(dǎo)頻去擴(kuò)展器87的輸出135混合156。
如圖11中所示，另一個(gè)可選實(shí)施例193使用了前面實(shí)施例的一種變型，從而在去擴(kuò)展之后對(duì)每個(gè)接收碼元進(jìn)行硬判決，并且用一個(gè)等于復(fù)共軛的弧度量消旋。如圖11中所示，可選方法193使用多個(gè)信道去擴(kuò)展器851，852，85n和導(dǎo)頻去擴(kuò)展器87作為對(duì)一個(gè)多輸入鎖相環(huán)(MIPLL)157的輸入。由于每個(gè)去擴(kuò)展信道951，952，95n包含導(dǎo)頻信號(hào)的一個(gè)模糊代表，因而需要一個(gè)小信號(hào)導(dǎo)頻信號(hào)135作為絕對(duì)參考。把結(jié)合去擴(kuò)展小信號(hào)導(dǎo)頻信號(hào)的來自所有信道的去擴(kuò)展碼元輸入到MIPLL157。
參考圖12，將來自每個(gè)信道951，952，95n的輸出耦合到一個(gè)硬判決/復(fù)共軛操作1591，1592，159n。然后，把消旋的偽導(dǎo)頻信號(hào)1611，1612，161n與延遲的碼元混合1631，1632，163n，產(chǎn)生復(fù)電壓誤差。將誤差1651，1652，165n輸入到轉(zhuǎn)換器1671，1672，167n，167n+1，轉(zhuǎn)換器把復(fù)數(shù)反正切轉(zhuǎn)換成相位誤差1691，1692，169n，169n+1。將每個(gè)相位誤差1691，1692，169n，169n+1輸入到一個(gè)把不同權(quán)數(shù)指定給多個(gè)輸入的最大似然組合器171，并產(chǎn)生一個(gè)和數(shù)輸出。和數(shù)中也包括去擴(kuò)展135和轉(zhuǎn)換167n+1的小信號(hào)導(dǎo)頻信號(hào)135相位169n+1?？梢约又匦?dǎo)頻信號(hào)的加權(quán)，因?yàn)樗南辔皇敲鞔_的。
組合器的輸出173是載波偏移的估計(jì)，并且被耦合到一個(gè)復(fù)數(shù)濾波器175，和耦合到一個(gè)積分器177。所有信道給載波偏移頻率的估計(jì)提供了由非模糊導(dǎo)頻信號(hào)除去的絕對(duì)相位誤差參考。積分器累計(jì)許多抽樣上的相加信號(hào)的歷史。在積分后，輸出相位誤差估計(jì)179，轉(zhuǎn)換成一個(gè)復(fù)數(shù)電壓183并輸出。
返回參考圖11，把MIPLL157的輸出183耦合到瑞克接收機(jī)上游的復(fù)數(shù)混合器185。這完成了MIPLL157的誤差反饋。盡管本實(shí)施例需要額外的資源并增加了復(fù)雜性，但可以在一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)中有效地實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行MIPLL157結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參考圖13中所示可選實(shí)施例195，這個(gè)實(shí)施例195在碼元級(jí)混合MIPLL157的輸出。MIPLL157的輸出與瑞克接收機(jī)101的輸出混合197。如上所述，瑞克接收機(jī)101的輸出是在碼元級(jí)。禁止MIPLL157結(jié)構(gòu)中的碼元-碼片轉(zhuǎn)換181。由于MIPLL157的輸出183與僅用于AMF79加權(quán)的瑞克接收機(jī)101的輸出混合，必須把載波偏移的相位糾正加到處理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的接收機(jī)部分。因此需要在每各信道去擴(kuò)展器851，852，85n下游的多個(gè)混合器1991，1992，199n和導(dǎo)頻去擴(kuò)展器87下游的一個(gè)混合器201混合糾正了相位的輸出183(在碼元級(jí))，作為對(duì)系統(tǒng)的反饋。
本發(fā)明把發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)保持在低電平，以提供絕對(duì)相位參考，同時(shí)減少干擾和提高了空中容量。最后的效果是有效地消除了導(dǎo)頻額外開銷。
盡管示出和說明了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但熟悉本領(lǐng)域的人員可以進(jìn)行許多修改的改變，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。以上說明僅用作解釋，而不限制任何方式的特定形式。
權(quán)利要求
1.一種用戶設(shè)備，所述用戶設(shè)備包括接收機(jī)，所述接收機(jī)用于接收在通信信號(hào)中多個(gè)信道的至少一信道，所述接收機(jī)包括自適應(yīng)匹配濾波器，所述自適應(yīng)匹配濾波器用于接收通信信號(hào)，以使用加權(quán)信號(hào)而產(chǎn)生經(jīng)濾波信號(hào)；瑞克接收機(jī)，所述瑞克接收機(jī)用于接收所述通信信號(hào)與為經(jīng)選擇信道所產(chǎn)生的偽噪聲信號(hào)，以及用于產(chǎn)生濾波器加權(quán)信號(hào)；用于以校正信號(hào)定義所述濾波器加權(quán)信號(hào)的裝置，所述校正信號(hào)產(chǎn)生由所述自適應(yīng)匹配濾波器所使用的加權(quán)信號(hào)；信道解擴(kuò)器，用于所述經(jīng)選擇信道，所述信道解擴(kuò)器與所述自適應(yīng)匹配濾波器的輸出耦合，用于使用為所述經(jīng)選擇信道所產(chǎn)生的偽造聲信號(hào)而解擴(kuò)所述經(jīng)濾波信號(hào)，以產(chǎn)生所述經(jīng)選擇信道的解擴(kuò)信道信號(hào)；導(dǎo)頻信道解擴(kuò)器，用于導(dǎo)頻信道，所述導(dǎo)頻信道解擴(kuò)器與所述自適應(yīng)匹配濾波器的輸出耦合，其使用所述導(dǎo)頻信道的偽噪聲信號(hào)產(chǎn)生器對(duì)所述經(jīng)濾波信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，以產(chǎn)生所述導(dǎo)頻信道的解擴(kuò)導(dǎo)頻信號(hào)；硬判決處理器，所述硬判決處理器與復(fù)共軛處理器相關(guān)聯(lián)，用于接收所述經(jīng)選擇信道的解擴(kuò)信道信號(hào)以及產(chǎn)生所述校正信號(hào)；以及鎖相環(huán)，其利用至少所述解擴(kuò)導(dǎo)頻信號(hào)以產(chǎn)生相位校正信號(hào)，所述相位校正信號(hào)用于產(chǎn)生經(jīng)相位校正的信道信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶設(shè)備，還包括多個(gè)信道解擴(kuò)器，各信道解擴(kuò)器與所述自適應(yīng)匹配濾波器的輸出耦合，各使用關(guān)聯(lián)的偽噪聲信號(hào)產(chǎn)生器解擴(kuò)所述經(jīng)濾波信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)解擴(kuò)信道信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用戶設(shè)備，其中所述信道解擴(kuò)器的數(shù)量為3個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用戶設(shè)備，其中所述鎖相環(huán)相位校正信號(hào)為碼片級(jí)，且應(yīng)用于所述解調(diào)通信信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用戶設(shè)備，其中所述多個(gè)信道的各信道為由碼元所組成的復(fù)二相位調(diào)制信號(hào)，所述碼元包括表示數(shù)據(jù)的同相以及正交分量，所述硬判決處理器將各解擴(kuò)信道信號(hào)碼元與四個(gè)可能的正交星座點(diǎn)中的一個(gè)星座點(diǎn)進(jìn)行比較，并且將所述碼元中的各個(gè)碼元分派至一個(gè)最近的星座點(diǎn)，所述復(fù)共軛處理器通過決定所分派的點(diǎn)中各點(diǎn)的復(fù)共軛而消旋各個(gè)所述碼元以產(chǎn)生所述校正信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用戶設(shè)備，其中所述鎖相環(huán)還包括與所述多個(gè)信道解擴(kuò)器相應(yīng)的多個(gè)輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用戶設(shè)備，其中所述鎖相環(huán)還包括硬判決處理器，所述硬判決處理器與所述復(fù)共軛處理器相關(guān)聯(lián)，其具有用于各個(gè)所述相應(yīng)信道解擴(kuò)器輸入的本地反饋環(huán)，以產(chǎn)生各自信道信號(hào)的誤差估計(jì)信號(hào)；各個(gè)所述誤差估計(jì)信號(hào)以及所述解擴(kuò)器導(dǎo)頻信號(hào)與反正切處理器耦合，以產(chǎn)生相應(yīng)相位校正信號(hào)；以及所述各自的信道相位校正信號(hào)以及導(dǎo)頻相位校正信號(hào)與最大似然組合器耦合，以產(chǎn)生組合校正信號(hào)，所述組合校正信號(hào)與整數(shù)器耦合以產(chǎn)生所述相位校正信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用戶設(shè)備，其中信道解擴(kuò)器的數(shù)量為3個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶設(shè)備，其中所述鎖相環(huán)相位校正信號(hào)為碼片級(jí)，且應(yīng)用于所述濾波器加權(quán)信號(hào)以及所述信道及導(dǎo)頻信道解擴(kuò)器的解擴(kuò)信道信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用戶設(shè)備，還包括多個(gè)信道解擴(kuò)器，各信道解擴(kuò)器與所述自適應(yīng)匹配濾波器的輸出耦合，各使用關(guān)聯(lián)的偽噪聲信號(hào)產(chǎn)生器對(duì)所述經(jīng)濾波信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，以產(chǎn)生多個(gè)解擴(kuò)信道信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用戶設(shè)備，其中信道解擴(kuò)器的數(shù)量為3個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用戶設(shè)備，其中所述鎖相環(huán)還包括與所述多個(gè)信道解擴(kuò)器相應(yīng)的多個(gè)信號(hào)輸入。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用戶設(shè)備，其中所述鎖相環(huán)還包括硬判決處理器，所述硬判決處理器與復(fù)共軛處理器相關(guān)聯(lián)，其具有用于所述多個(gè)信號(hào)輸入中各信號(hào)輸入的本地反饋環(huán)，各產(chǎn)生各自信道信號(hào)的誤差估計(jì)；各個(gè)所述信道誤差估計(jì)以及所述解擴(kuò)器導(dǎo)頻信號(hào)與反正切處理器耦合，以輸出信道相位校正信號(hào)；以及所述信道相位校正信號(hào)以及所述導(dǎo)頻相位校正信號(hào)與最大似然組合器耦合，以產(chǎn)生組合校正信號(hào)，所述組合校正信號(hào)與整數(shù)器耦合以產(chǎn)生所述相位校正信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用戶設(shè)備，其中信道解擴(kuò)器的數(shù)量為3個(gè)。
15.一種用于用戶設(shè)備以接收多個(gè)信道中至少一信道的方法，所述方法包括下列步驟接收通信信號(hào)；以自適應(yīng)匹配濾波器過濾所接收的通信信號(hào)，以使用加權(quán)信號(hào)來產(chǎn)生經(jīng)濾波信號(hào)；使用所述通信信號(hào)以及偽噪聲信號(hào)，以瑞克接收器產(chǎn)生濾波器加權(quán)信號(hào)，所述偽噪聲信號(hào)是為經(jīng)選擇的信道所產(chǎn)生；以校正信號(hào)精制所述濾波器加權(quán)信號(hào)；使用所述經(jīng)選擇信道的偽噪聲信號(hào)對(duì)來自所述經(jīng)濾波信號(hào)的所述經(jīng)選擇信道進(jìn)行解擴(kuò)，以產(chǎn)生所述經(jīng)選擇信道的解擴(kuò)信道信號(hào)；使用為所述導(dǎo)頻信道所產(chǎn)生的偽噪聲信號(hào)，對(duì)來自所述經(jīng)濾波信號(hào)的導(dǎo)頻信道進(jìn)行解擴(kuò)，以產(chǎn)生所述導(dǎo)頻信道的解擴(kuò)導(dǎo)頻信號(hào)；利用與復(fù)共軛處理器相關(guān)聯(lián)的硬判決處理器處理所述經(jīng)選擇解擴(kuò)信道信號(hào)，以產(chǎn)生所述校正信號(hào)；以及以鎖相環(huán)從所述解擴(kuò)導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生相位校正信號(hào)，以對(duì)所述經(jīng)選擇信道信號(hào)進(jìn)行相位校正。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述相位校正信號(hào)為碼片級(jí)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述解擴(kuò)所述經(jīng)選擇信道的步驟還包括解擴(kuò)多個(gè)信道以產(chǎn)生解擴(kuò)信道信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述產(chǎn)生相位校正信號(hào)的步驟還包括下列步驟為所述解擴(kuò)的經(jīng)選擇信道信號(hào)以及各個(gè)所述解擴(kuò)信道信號(hào)，將接收碼元分派至四個(gè)可能的正交星座點(diǎn)中的一正交星座點(diǎn)；通過決定各個(gè)所述分派點(diǎn)的復(fù)共軛，對(duì)所述解擴(kuò)的經(jīng)選擇信道信號(hào)以及各個(gè)所述解擴(kuò)信道信號(hào)的各個(gè)所述分派碼元進(jìn)行消旋，以產(chǎn)生各自的誤差估計(jì)信號(hào)；將各個(gè)所述誤差估計(jì)信號(hào)以及所述解擴(kuò)導(dǎo)頻信號(hào)與反正切處理器耦合，以產(chǎn)生相應(yīng)的相位校正信號(hào)；以及將所述信道相位校正信號(hào)與所述導(dǎo)頻相位校正信號(hào)進(jìn)行組合，以產(chǎn)生所述相位校正信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述相位校正信號(hào)為碼元級(jí)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述解擴(kuò)經(jīng)選擇信道的步驟還包括解擴(kuò)多個(gè)信道以產(chǎn)生解擴(kuò)信道信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述產(chǎn)生相位校正信號(hào)的步驟還包括下列步驟為所述解擴(kuò)的經(jīng)選擇信道信號(hào)以及各個(gè)所述解擴(kuò)信道信號(hào)，將接收碼元分派至四個(gè)可能的正交星座點(diǎn)中的一正交星座點(diǎn)；通過決定各個(gè)所述分派點(diǎn)的復(fù)共軛，對(duì)所述解擴(kuò)的經(jīng)選擇信道信號(hào)以及各個(gè)所述解擴(kuò)信道信號(hào)的各個(gè)所述分派碼元進(jìn)行消旋，以產(chǎn)生各自的誤差估計(jì)信號(hào)；將各個(gè)所述誤差估計(jì)信號(hào)以及所述解擴(kuò)導(dǎo)頻信號(hào)與反正切處理器耦合，以產(chǎn)生相應(yīng)的相位校正信號(hào)；以及將所述信道相位校正信號(hào)與所述導(dǎo)頻相位校正信號(hào)進(jìn)行組合，以產(chǎn)生所述相位校正信號(hào)。
全文摘要
一種利用導(dǎo)頻輔助相干多徑解調(diào)的數(shù)字?jǐn)U展頻譜通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大大減少全局導(dǎo)頻和指定導(dǎo)頻的額外開銷。系統(tǒng)和方法使用了一個(gè)QPSK調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)，從而除去調(diào)制的數(shù)據(jù)，并且把恢復(fù)的載波用于信道幅度和相位估計(jì)。產(chǎn)生的信號(hào)(119)沒有數(shù)據(jù)調(diào)制，并且被用作偽導(dǎo)頻信號(hào)(119)。與偽導(dǎo)頻信號(hào)結(jié)合，使用了一個(gè)多輸入鎖相環(huán)(157)進(jìn)一步消除由于利用多個(gè)偽導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生的載波偏移造成的誤差。需要一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)(135)解析絕對(duì)相位模糊度，但是在大大減小了的幅度。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1917385SQ20061009589
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期1999年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月14日
發(fā)明者費(fèi)蒂·M·奧茲路特克, 戴維·K·麥斯徹爾, 亞歷山大·M·杰克斯 申請(qǐng)人:交互數(shù)字技術(shù)公司