專利名稱:擴(kuò)頻通信中通過多信道進(jìn)行通信的方法和系統(tǒng)的制作方法
一般來說，本發(fā)明涉及擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，更為具體地講，涉及在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中通過多信道進(jìn)行通信的方法和系統(tǒng)。
在諸如無線電話系統(tǒng)之類的典型蜂窩射頻(RF)通信系統(tǒng)中，使用發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的基站與工作在該基站的服務(wù)區(qū)內(nèi)的多個(gè)移動(dòng)站進(jìn)行通信。
在基站與各移動(dòng)站之間經(jīng)由各RF信道進(jìn)行多址連接的無線通信，而該各信道為諸如所發(fā)送的話音、數(shù)據(jù)和圖象的各種通信信號(hào)提供通路。
基站到移動(dòng)站的通信被稱為發(fā)生在正向或下行鏈路的信道上，而移動(dòng)站到基站的通信被稱為是發(fā)生在反向或上行信道上。用于傳送用戶通信信號(hào)的各信道一般稱為業(yè)務(wù)信道，而專門用于信令和其它系統(tǒng)額外開銷信號(hào)的各信道可以稱為信令信道。
眾所周知，信道化技術(shù)包括頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。
在對(duì)于雙模式寬帶擴(kuò)頻蜂窩系統(tǒng)的移動(dòng)站-基站兼容標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA中間標(biāo)準(zhǔn)IS-95(電信工業(yè)協(xié)會(huì)，Washinton，D.C，1993年7月)中詳細(xì)地描述了利用CDMA信道化的通信系統(tǒng)，援引于此，以資參考。因?yàn)樵诨净蛞苿?dòng)站上始發(fā)的通信信號(hào)通過大大地寬于原始通信信號(hào)的帶寬被調(diào)制和發(fā)送，所以CDMA通信系統(tǒng)被稱為擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。也就是說，當(dāng)進(jìn)行發(fā)送時(shí)，被調(diào)通信信號(hào)的數(shù)據(jù)速率大大地高于原始通信信號(hào)的基帶數(shù)據(jù)速率。
當(dāng)通過利用被稱為擴(kuò)頻碼的專用碼調(diào)制原始通信信號(hào)使原始通信信號(hào)的基帶數(shù)據(jù)速率增加時(shí)，CDMA通信系統(tǒng)是一種直接序列(DS)系統(tǒng)。IS-95是一種DS-CDMA系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)于每個(gè)原始通信信號(hào)提供9600bit/s的最大基帶數(shù)據(jù)速率，和對(duì)于相應(yīng)被發(fā)送的通信信號(hào)提供1.2288Mb/s的后調(diào)制數(shù)據(jù)速率。
諸如IS-95的DS-CDMA通信系統(tǒng)的所有用戶通過一個(gè)公共頻譜和各個(gè)專用碼發(fā)送和接收通信信號(hào)的，專用碼除了增加通信信號(hào)的數(shù)據(jù)速率外，還可以用于在該系統(tǒng)中彼此分離各個(gè)通信信號(hào)。通常，每個(gè)專用碼代表在該公共頻譜中的一個(gè)通信信道。
在IS-95系統(tǒng)中，沃爾什覆蓋碼(Walsh cover)用作正向通信信道識(shí)別符，一般每個(gè)沃爾什覆蓋碼代表一個(gè)通信信道。一個(gè)沃爾什覆蓋碼對(duì)應(yīng)于一個(gè)哈馬達(dá)(Hadamard)矩陣的一個(gè)單一的行或列， 哈達(dá)馬矩陣是碼片(即比特)的一個(gè)方陣，其維數(shù)總是2的冪。在
圖1中表示了包括W0-W3100-103的4個(gè)行和200-203的4個(gè)列的哈馬達(dá)矩陣30，行W0-W3100-103和列200-203的每個(gè)代表一個(gè)4個(gè)碼片沃爾什覆蓋碼。包括用于IS-95中的沃爾什覆蓋碼的哈馬達(dá)矩陣是具有W0到W63行的64×64的矩陣(未示出)。在作者為John G.Proakis的出版物Digital Communication(第1版，1983年，第249頁)中有哈馬達(dá)矩陣的詳細(xì)討論，援引于此，以資參考。
通信信號(hào)通過IS-95的正向信道進(jìn)行發(fā)送前，該通信信號(hào)被編碼、交織、由偽隨機(jī)噪聲(PN)碼加密、利用識(shí)別用于該信號(hào)的發(fā)送的特定正向信道的64碼片沃爾什覆蓋碼進(jìn)行二相移鍵控(BPSK)調(diào)制、和通過具有一個(gè)分配的時(shí)間偏移的一對(duì)PN碼進(jìn)行正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制為復(fù)合的I和Q分量。
已經(jīng)利用作為一個(gè)信道識(shí)別符的64碼片沃爾什覆蓋碼調(diào)制的被發(fā)送的通信信號(hào)可以被常規(guī)接收機(jī)利用調(diào)制該通信信號(hào)的該特定沃爾什覆蓋碼進(jìn)行解調(diào)。一般來說，這種相關(guān)對(duì)于本專業(yè)的技術(shù)人員是已知的，和包括按照一種取決于被用于該通信信號(hào)的調(diào)制的特定沃爾什覆蓋碼的算法，加上或減去一些沃爾什覆蓋碼的比特。因此，對(duì)于64碼片沃爾什覆蓋碼，一般要執(zhí)行63次復(fù)數(shù)加，以解調(diào)一個(gè)通信信號(hào)比特。
在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出，在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中允許可變速率信號(hào)傳輸。例如，授予Zehavi的美國(guó)專利5471497特別地描述了在CDMA系統(tǒng)中以高于9600b/s的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行信息通信的設(shè)備和方法。
Zehavi披露了利用各正交旁系碼集(orthogonal coset code set)，即哈馬達(dá)矩陣的各個(gè)行，結(jié)合一個(gè)沃爾什覆蓋碼發(fā)生器，分配一個(gè)初始旁系碼和一個(gè)沃爾什覆蓋碼w(即一個(gè)初始信道)給第一對(duì)信息子碼流。后繼的各信息子碼流對(duì)(即各個(gè)信道)由各旁系碼(coset code)和沃爾什覆蓋碼w進(jìn)行識(shí)別，該各個(gè)后繼的旁系碼相對(duì)于該第一個(gè)分配的旁系碼具有預(yù)定的關(guān)系。接收機(jī)數(shù)字化接收的信號(hào)，和除其它操作外，解調(diào)該信號(hào)以檢索原始的信息子碼流。在每個(gè)信息子碼流中各個(gè)信息比特的估算是通過基于用于編碼該輸入符號(hào)碼流的正交旁系碼和沃爾什覆蓋碼w執(zhí)行相關(guān)獲得的。
在執(zhí)行沃爾什覆蓋碼相關(guān)后，產(chǎn)生的旁系碼數(shù)據(jù)被從串行格式變換為并行格式和被輸入到具有輸入端數(shù)量等于原始信息子碼流的數(shù)量的快速哈馬達(dá)變換器(FHT)。到FHT的輸入端數(shù)量還等于在該FHT中的各單元的行和列的數(shù)量。哈馬達(dá)變換的詳細(xì)描述提供在作者為Ernest L.Hall的出版物Computer Image Processing and Recognition的第3章第3.3.3節(jié)(1979)中，援引于此以資參考。
上述的用于高數(shù)據(jù)速率通信的信道分配方法導(dǎo)致一些旁系碼和通過一種預(yù)定算法對(duì)于一個(gè)用戶通信的一個(gè)沃爾什覆蓋碼的分配，和一般消除同時(shí)由其它用戶通信使用的若干信道(即，若干沃爾什覆蓋碼)。因此，對(duì)于按照一種類似的預(yù)定算法分配給一個(gè)新的用戶的正在被建立的通信可能需要的一個(gè)或多個(gè)信道可能已經(jīng)被該通信系統(tǒng)在使用中，和所以不可能再分配給新的用戶。
當(dāng)兩個(gè)基站的每個(gè)必須將多個(gè)信道分配以相同的通信信號(hào)時(shí)，這個(gè)問題在呼叫的軟切換期間更為惡化。
因此，存在著在直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中分配多個(gè)話務(wù)信道到一個(gè)單一高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)的需要，在該系統(tǒng)中用于該多個(gè)信道通信的一個(gè)話務(wù)信道的識(shí)別符不是另外的話務(wù)信道的識(shí)別符的確定性因素。
存在著用于解調(diào)多個(gè)信道通信的一種有效方法的另外一種需要，在該多信道通信中，一個(gè)信道的識(shí)別符不是另外的信道的識(shí)別符的確定性因素。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，通過在多個(gè)擴(kuò)頻話務(wù)信道上發(fā)送具有一個(gè)數(shù)據(jù)速率的通信信號(hào)的方法，上述各種問題得到了改善，該方法包括確定要求在該數(shù)據(jù)速率下發(fā)送該通信信號(hào)的第一數(shù)目的話務(wù)信道和確定可用于發(fā)送該通信信號(hào)的第二數(shù)目的話務(wù)信道。響應(yīng)于第一數(shù)目的話務(wù)信道與第二數(shù)目的話務(wù)信道的比較，從第二數(shù)目的話務(wù)信道中選擇用于發(fā)送該通信信號(hào)的第一部分的一個(gè)第一話務(wù)信道和用于發(fā)送該通信信號(hào)的第二部分的一個(gè)第二話務(wù)信道。第一話務(wù)信道的選擇不能確定第二話務(wù)信道的選擇。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中處理通信信號(hào)過區(qū)切換的方法，該方法包括由一個(gè)第一通信單元通過第一組話務(wù)信道發(fā)送該通信信號(hào)和由第二通信單元確定若干由該第二通信單元發(fā)送該通信信號(hào)可用的話務(wù)信道。當(dāng)由第二通信單元發(fā)送該通信信號(hào)可用的話務(wù)信道的數(shù)目大于或等于在第一組話務(wù)信道的信道數(shù)目時(shí)，該通信信號(hào)被第二通信單元通過第二組話務(wù)信道進(jìn)行監(jiān)視。然后該通信信號(hào)由第二通信單元通過第二組話務(wù)信道進(jìn)行發(fā)送。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，一種擴(kuò)頻通信系統(tǒng)包括一個(gè)通過多個(gè)話務(wù)信道響應(yīng)移動(dòng)通信單元的第一中央通信單元和一個(gè)與第一中央通信單元相連可操作地分配第一組話務(wù)信道以便發(fā)送和接收通信信號(hào)的第一控制器。該第一組話務(wù)信道包括從該第一多個(gè)話務(wù)信道中選擇的第一話務(wù)信道和第二話務(wù)信道。該第一話務(wù)信道不能確定第二話務(wù)信道。
按照本發(fā)明的再另一個(gè)實(shí)施例，一種在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中用于接收通過多個(gè)話務(wù)信道發(fā)送的已調(diào)信號(hào)的方法，該多個(gè)話務(wù)信道的每個(gè)是與一個(gè)具有多組碼片的碼相關(guān)聯(lián)的，該方法包括輸入該已調(diào)信號(hào)到代表各的邏輯行數(shù)和各加法器的邏輯列數(shù)的解碼器，該各加法器的邏輯行數(shù)和各加法器的邏輯列數(shù)大于多個(gè)話務(wù)信道的數(shù)目。已調(diào)通信信號(hào)基于與多個(gè)話務(wù)信道中的至少一個(gè)信道相關(guān)聯(lián)的第一碼的第一組碼片被解調(diào)，形成一個(gè)第一部分解調(diào)的通信信號(hào)，和基于與多個(gè)話務(wù)信道中的至少一個(gè)信道相關(guān)聯(lián)的第二碼的第二組碼片進(jìn)行解調(diào)，形成一個(gè)第二部分解調(diào)的通信信號(hào)。第一部分解調(diào)的通信信號(hào)和第二部分解調(diào)的通信信號(hào)被組合。
對(duì)于本專業(yè)的技術(shù)人員，從下面對(duì)本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例的描述中(這些實(shí)施例是以說明的方式表示和描述的)，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。正如將被認(rèn)識(shí)到的那樣，本發(fā)明能夠包括其它和不同的實(shí)施例，和其各個(gè)細(xì)節(jié)能夠以各種方式修改。因此，各個(gè)附圖和說明書將自然被視為是說明性的而不是限制性的。
圖1是包括4行和4列的哈馬達(dá)矩陣，每個(gè)行和列代表一個(gè)4碼片的沃爾什覆蓋碼；圖2表示按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的在DS-CDMA通信系統(tǒng)中高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)正向信道波形設(shè)計(jì)的方框圖；圖3表示用于接收通過按照?qǐng)D2的多DS-CDMA信道發(fā)送的高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)的接收機(jī)的方框圖；圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的的一種4×4哈馬達(dá)解碼器的概念圖；圖5表示按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的在DS-CDMA通信的系統(tǒng)中用于高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)的呼叫流程圖；圖6表示按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的在DS-CDMA通信系統(tǒng)中對(duì)于高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)的軟切換操作。
現(xiàn)在參照各個(gè)附圖，其中相同標(biāo)號(hào)表示相同的部件，圖2表示正向信道波形設(shè)計(jì)的方框圖，諸如利用在從IS-95基站到IS-95移動(dòng)站的通信中，用于在DS-CDMA通信的系統(tǒng)中的高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)。
諸如話音、數(shù)據(jù)、視頻或這些的組合之類的高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)(未示出)被變換為一個(gè)數(shù)據(jù)比特流40(例如，串行數(shù)據(jù)比特)，和以高于9600b/s的數(shù)據(jù)速率，例如38400b/s的速率被輸入到編碼器方框42。利用公知的方法，編碼器方框42利用容易后續(xù)解碼該數(shù)據(jù)符號(hào)為數(shù)據(jù)比特的算法以固定的編碼速率編碼數(shù)據(jù)比特流40。
編碼器方框42可以還包括一個(gè)交織器(未示出)，按照常規(guī)的方法組織各數(shù)據(jù)符號(hào)為預(yù)定尺寸的幀。如果需要，在已交織數(shù)據(jù)符號(hào)流中可以被周期地插入一些參考比特，使該數(shù)據(jù)符號(hào)更容易解碼。
從編碼器方框42輸出的數(shù)據(jù)符號(hào)通過調(diào)制器方框44制備用于通過多通信信道進(jìn)行發(fā)送。在調(diào)制器方框44中，分類器46多路分解各個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，分解數(shù)據(jù)符號(hào)為各個(gè)數(shù)據(jù)道50-53。如圖所示，分類器46分離數(shù)據(jù)符號(hào)為4個(gè)數(shù)據(jù)道50-53，但是，取決于數(shù)據(jù)比特流40的數(shù)據(jù)速率，大些或小些數(shù)據(jù)道數(shù)也是可能的。
從分類器46輸出的數(shù)據(jù)道50-53可以被分為諸如各個(gè)對(duì)的各個(gè)組。如圖所示，第一對(duì)數(shù)據(jù)道50-51利用諸如從該通信系統(tǒng)中由沃爾什覆蓋碼發(fā)生器48產(chǎn)生的可用沃爾什覆蓋碼表中選擇的具有長(zhǎng)度L的沃爾什覆蓋碼Wi54的第一碼被二相移鍵控調(diào)制?？梢愿鶕?jù)常規(guī)方法進(jìn)行BPSK調(diào)制。
后一對(duì)數(shù)據(jù)道也可以被也是諸如從該通信系統(tǒng)中可用沃爾什覆蓋碼表中選擇的具有長(zhǎng)度L的沃爾什覆蓋碼的不同碼進(jìn)行二相移鍵控調(diào)制。所選擇的每個(gè)沃爾什覆蓋碼的識(shí)別符最好是與以前所選擇的沃爾什覆蓋碼的識(shí)別符無關(guān)。保證所選擇的第一沃爾什覆蓋碼是不能確定后續(xù)所選擇的覆蓋碼的一種方式是任意地或隨機(jī)地選擇該覆蓋碼。如圖所示，數(shù)據(jù)道52-53被由沃爾什覆蓋碼發(fā)生器49產(chǎn)生的沃爾什覆蓋碼Wj進(jìn)行調(diào)制。
這種從通信系統(tǒng)中的可用沃爾什覆蓋碼表中任意和隨機(jī)地分配高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)的信道分配方法是一種優(yōu)于算法信道分配方法的改進(jìn)。例如，在一種算法信道分配方案中，按照算法分配給該通信的一個(gè)或多個(gè)沃爾什覆蓋碼可能已經(jīng)被該通信系統(tǒng)所使用。
在擾碼器方框58中，按照公知的加擾技術(shù)，數(shù)據(jù)道50-53由相同的同步的短偽隨機(jī)噪聲(PN)序列進(jìn)行加擾。另外一種方案，到擾碼器方框58各個(gè)輸入可以不需要由相同的序列加擾。數(shù)據(jù)道50-53接下來被輸入到正交調(diào)幅器(QAM)方框60，該調(diào)制器按照各公知方法利用正交相移鍵控調(diào)制或其它調(diào)制處理調(diào)制數(shù)據(jù)道50-53。最后，發(fā)送機(jī)方框62按照各常規(guī)方法通過相加、上取樣、發(fā)送濾波、取上頻帶和形成一個(gè)已調(diào)信號(hào)80廣播它們。
圖3表示用于接收通過按照?qǐng)D2描述的多DS-CDMA話務(wù)信道發(fā)送的高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)的接收機(jī)的方框圖。在由天線72和通過濾波器70接收以后，已調(diào)通信信號(hào)80在去擾碼器方框74由常規(guī)方法去擾碼。去擾碼器方框74去除由擾碼器方框58加上的加擾序列或序列。去擾碼的通信信號(hào)Si 90被輸入到快速解調(diào)器方框76。去擾碼的通信信號(hào)Si90可以對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)道50、51和數(shù)據(jù)道52、53的成對(duì)和(pairwise summation)。
快速解調(diào)器方框76解調(diào)去擾碼的通信信號(hào)90，該信號(hào)已經(jīng)被沃爾什覆蓋碼Wi54和Wj56進(jìn)行BPSK調(diào)制(結(jié)合圖2所討論的)?？焖俳庹{(diào)器方框76最好包括解碼器77，諸如具有固定數(shù)目的加法器的邏輯行等于沃爾什覆蓋碼Wi54和Wi56的長(zhǎng)度L和固定數(shù)目的加法器的邏輯列等于以2為底的沃爾什覆蓋碼Wi54和Wj56的長(zhǎng)度L的對(duì)數(shù)的，利用部分和結(jié)合解調(diào)沃爾什覆蓋碼Wi54和Wj56的相關(guān)算法的哈馬達(dá)解碼器(下面討論)。
取決于解碼器的規(guī)模，哈馬達(dá)解碼器可以利可用商品化硬件，作為加法器的陣列或作為一個(gè)多路復(fù)用加法器來實(shí)現(xiàn)。例如，對(duì)于小規(guī)模的解碼器，可用利用一個(gè)加法器的陣列，使得該陣列中的各個(gè)加法器的行數(shù)等于將被解碼的沃爾什覆蓋碼的長(zhǎng)度。但是，對(duì)于大規(guī)模的解碼器，可用設(shè)計(jì)一個(gè)多路復(fù)用的加法器，使得該多路復(fù)用的加法器僅僅代表等于將被解碼的沃爾什覆蓋碼的長(zhǎng)度的邏輯行數(shù)。
另外一種方案，哈馬達(dá)解碼器可用在接收機(jī)中利用諸如Motorola部件號(hào)65166的常規(guī)數(shù)字信號(hào)處理器(DPS)來實(shí)現(xiàn)。該DPS與存儲(chǔ)邏輯上代表各加法器的輸出的各行和列的各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)陣列的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器聯(lián)合工作，按照計(jì)算部分和的預(yù)定方法執(zhí)行特定的相加(部分和的計(jì)算的例子描述在下面)。
圖4表示4×4哈馬達(dá)解碼器77的概念圖。如圖所示，各個(gè)加法器450的行和列的邏輯表示可以用于同時(shí)解調(diào)出現(xiàn)在各個(gè)輸入通路800-803上的信號(hào)(未示出)。出現(xiàn)在各個(gè)輸入通路800-803上的信號(hào)代表一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)數(shù)據(jù)碼流，每個(gè)所代表的數(shù)據(jù)碼流包括已被長(zhǎng)度上為4個(gè)碼片的4個(gè)沃爾什覆蓋碼BPSK調(diào)制的各個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)(結(jié)合圖1所討論的)。各個(gè)輸出900-903可能是被解調(diào)的數(shù)據(jù)碼流中的各單元，或噪聲。
例如，參照?qǐng)D1，如果沃爾什覆蓋碼W0 100被分配調(diào)制表示在圖4中的出現(xiàn)在各個(gè)輸入通路800-803的信號(hào)且沒有其它沃爾什覆蓋碼被分配(即，該信號(hào)代表僅一個(gè)數(shù)據(jù)碼流)，則輸出900代表在每個(gè)取樣時(shí)間上的被解調(diào)的時(shí)間碼流中的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，和輸出901-903是噪聲。另一方面，如果沃爾什覆蓋碼W0-W2100-102(描述在圖2中)被分配調(diào)制出現(xiàn)在圖4所示輸入通路800-803的信號(hào)(即，該信號(hào)代表3個(gè)數(shù)據(jù)碼流)，則輸出900-902代表在每個(gè)取樣時(shí)間上被解調(diào)的數(shù)據(jù)碼流，和輸出903是噪聲。
通過利用部分和，恢復(fù)每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)所要求的復(fù)數(shù)和(即，在哈馬達(dá)解碼器中被“導(dǎo)通”的加法器的數(shù))被最小化。減小所執(zhí)行的復(fù)數(shù)和導(dǎo)致在解碼器中的電流泄漏被減小。利用用于調(diào)制該信號(hào)(例如如圖3所示擴(kuò)頻通信信號(hào)80)的特定沃爾什覆蓋碼的標(biāo)識(shí)符確定相關(guān)算法和復(fù)數(shù)和或用于恢復(fù)每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的各加法器。
再參照?qǐng)D3，考慮到利用哈馬達(dá)解碼器的部分和解調(diào)的第一個(gè)例子。假設(shè)，Wi54是W0，64碼片沃爾什覆蓋碼由64個(gè)0表示，和Wj56是W1，64沃爾什覆蓋碼中各偶數(shù)碼片是0和各奇數(shù)碼片的1。部分和S0和S1可以由利用已去擾碼的通信信號(hào)Si90的快速解調(diào)器76按照以下方程形成S0=Σi=0.even62Si]]>S1=Σi=1.odd63Si]]>然后，S0和S1被進(jìn)行混合，給出如下所示的對(duì)應(yīng)于由Wi54經(jīng)BPSK調(diào)制的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的輸出D078和對(duì)應(yīng)于由Wj56經(jīng)BPSK調(diào)制的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的輸出D182D0＝S0+S1D1＝S0-S1利用部分和S0和S1的結(jié)果，每個(gè)輸出數(shù)據(jù)符號(hào)78、82的復(fù)數(shù)和是32，而不是對(duì)于常規(guī)的IS-95解調(diào)操作所要求的63。
為了恢復(fù)原來的數(shù)據(jù)比特流40，按照常規(guī)的方法，輸出78、82在方框92中被去交織和解碼。
在第二個(gè)例子中，假設(shè)，對(duì)于高數(shù)據(jù)速率通信，64×64哈馬達(dá)矩陣的W0、W13、W45被分配沃爾什覆蓋碼。正如所知，W45具有諸1和0的復(fù)雜模式。令b是4比特序列(0101)，和B＝(1010)。則W45＝bBBbbBBbBbbBBbbB，其中這些序列變量的并置產(chǎn)生一個(gè)級(jí)聯(lián)的序列。因此，該64比特序列包含16個(gè)4比特序列。
對(duì)于這個(gè)例子，存在兩種方法操作該快速解調(diào)器76。按照第一個(gè)方法，通過W0和W13調(diào)制的數(shù)據(jù)符號(hào)可以按與第一個(gè)例子相聯(lián)系所描述的方式進(jìn)行解調(diào)，和W45可以被以常規(guī)的方式去擴(kuò)頻。然后總的復(fù)數(shù)和將是2*32+63，或127。因此，恢復(fù)每個(gè)輸出的數(shù)據(jù)符號(hào)將要求大約43個(gè)復(fù)數(shù)和。
按照第二個(gè)方法，第一個(gè)步驟產(chǎn)生2*16的和被按照如下方程執(zhí)行采用下列方式的短項(xiàng)相關(guān)，形成三十二(32)個(gè)部分和S1.45.even＝S2j+0+S2j+2；j＝0，2，4…30S1.45.odd＝S2j+1+S2j+3；j＝0，2，4…30在第二步驟，來自第一個(gè)例子的部分和被恢復(fù)，產(chǎn)生如下2*15個(gè)和S0=Σi=0.even32Sj.45.even]]>S1=Σi=0.even32Sj.45.odd]]>按照下式嚴(yán)生2*1個(gè)和的第三步驟被執(zhí)行D0＝S0+S1D1＝S0-S1最后，按照下式產(chǎn)生31個(gè)和的第四和第五步驟被執(zhí)行D45＝S0.45.even-S0.45.odd-(S2.45.even-S2.45.odd)-(S4.45.even-S4.45.odd)+(S6.45.even-S6.45.odd)
+(S8.45.even-S8.45.odd)-(S10.450.even-S10.45.odd)-(S12.45.even-S12.45.odd)+(S14.45.even-S14.45.odd)-(S16.45.even-S16.45.odd)+(S18.45.even-S18.45.odd)+(S20.45.even-S20.45.odd)-(S22.45.even-S22.45.odd)-(S24.45.even-S24.45.odd)+(S26.45.even-S26.45.odd)+(S28.45.even-S28.45.odd)-(S30.45.even-S30.45.odd)因此，對(duì)于第二方法所要求的和的總數(shù)是95，或每個(gè)輸出數(shù)據(jù)符號(hào)近似32個(gè)和。
按照第三個(gè)例子，假設(shè)W0、W1、W45和W2被用于調(diào)制一個(gè)高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)。在這種情況下，一個(gè)或兩個(gè)樣值可以被用于聯(lián)合解調(diào)W0和W2，同時(shí)分別聯(lián)合解調(diào)W1和W45。再有，復(fù)數(shù)和的數(shù)目將被從63減小到大約32。
在第四個(gè)例子中，假設(shè)W0、W1和W2被用于調(diào)制高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)。不存在在這些沃爾什覆蓋碼之間的所共享的部分和和子碼型。一個(gè)可能的解決辦法是按照第一個(gè)例子的方法解調(diào)W0和W1，和常規(guī)地解調(diào)W2。然后和的總數(shù)將是64+63，或每個(gè)輸出數(shù)據(jù)符號(hào)大約是40個(gè)復(fù)數(shù)和。即使對(duì)于這個(gè)沃爾什覆蓋碼差的選擇，每個(gè)輸出所需要的和已經(jīng)從常規(guī)的沃爾什覆蓋碼解調(diào)的方法所要求的63個(gè)減小到大約40個(gè)。
對(duì)于本專業(yè)的技術(shù)人員顯而易見，諸如瑞克接收機(jī)之類的具有多個(gè)接收部分的接收機(jī)可以實(shí)現(xiàn)空間分集。此外，將理解為，按照本發(fā)明的原理瑞克接收機(jī)的分支(finger)所執(zhí)行的搜索功能以及提前和滯后定時(shí)功能將方便地解調(diào)各種沃爾什覆蓋碼的所有數(shù)據(jù)符號(hào)。
圖5表示按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在DS-CDMA通信系統(tǒng)中對(duì)于高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)的呼叫流程圖。在方框400當(dāng)從諸如移動(dòng)站(未示出)之類的一個(gè)通信單元接收具有高數(shù)據(jù)速率的通信請(qǐng)求時(shí)，在方框404，諸如基站或中央通信單元之類的一個(gè)通信單元(未示出)計(jì)算對(duì)于在所要求的數(shù)據(jù)速率上發(fā)送通信信號(hào)所要求話務(wù)信道的數(shù)目。
如果在方框406確定在該通信系統(tǒng)中該所要求話務(wù)信道的數(shù)目是可用的，則在方框408，該基站可以從可用信道表中選擇一些信道。如果需要，信道選擇可以以任意方式從可用信道表中進(jìn)行選擇。如果所要求的信道的數(shù)目在該通信系統(tǒng)中是不可利用的，在方框410，該通信信號(hào)的數(shù)據(jù)速率被修改，例如被降低，和從方框404該處理被重復(fù)，直至基站確定，在經(jīng)修改的數(shù)據(jù)速率上發(fā)送通信信號(hào)所要求的信道的數(shù)目在該通信系統(tǒng)中是可利用的。
在方框412該高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)已經(jīng)被發(fā)送后，在方框414檢測(cè)的某些發(fā)送條件可使由高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)所使用的信道數(shù)目改變。例如，信號(hào)的質(zhì)量可用被改變，需要增加或減少由該通信信號(hào)所利用的話務(wù)信道的數(shù)目。在另外一個(gè)例子中，多個(gè)話務(wù)信道可變成可用的，使得在初始要求的數(shù)據(jù)速率上發(fā)送經(jīng)修改數(shù)據(jù)速率的通信信號(hào)是可能的。在再一個(gè)例子中，移動(dòng)站可以告知一個(gè)新的基站作為軟過區(qū)切換的侯選基站，和該新的基站可能不具有可用的所要求在其現(xiàn)行的速率下發(fā)送該通信信號(hào)的話務(wù)信道的數(shù)目。在再另一個(gè)例子中，通信信號(hào)本身的數(shù)據(jù)速率可以變化。
在方框414檢測(cè)改變條件的每個(gè)情況下都使發(fā)送高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)的話務(wù)信道的數(shù)目改變，按照在方框410改變的各條件修改數(shù)據(jù)速率，和上述所描述的各個(gè)步驟從方框404被進(jìn)行重復(fù)。在硬過區(qū)切換情況下，在通信信號(hào)數(shù)據(jù)系統(tǒng)中移動(dòng)站和基站兩者到新的一組話務(wù)信道上的轉(zhuǎn)換時(shí)間可以被考慮，使得在這種轉(zhuǎn)換中不丟失比特。例如，在轉(zhuǎn)換期間數(shù)據(jù)的傳輸可以被擱置。此外，基站可以發(fā)送一個(gè)控制消息到移動(dòng)站，指示對(duì)于來話數(shù)據(jù)的新的信道序號(hào)。消除傳送數(shù)據(jù)序號(hào)的必要的一種簡(jiǎn)單的算法是置第一比特組在最低編號(hào)的話務(wù)信道，下一組置于下一個(gè)最低話務(wù)信道，等等。
在通信信號(hào)的數(shù)據(jù)速率本身改變的情況下，例如，在視頻傳輸期間當(dāng)存在非移動(dòng)的圖像或在INTERNET傳輸期間當(dāng)數(shù)據(jù)以脈沖串形式達(dá)到時(shí)，話務(wù)信道可以被釋放，可以使信道被其它通信進(jìn)行利用。另外一種方案，額外比特可以被加到通信中，以保持初始選擇的各信道的數(shù)目。保留一些話務(wù)信道和釋放其它的信道的組合也是可能的。當(dāng)通信信號(hào)是數(shù)據(jù)速率返回到其額定速率時(shí)，等于一些被釋放的話務(wù)信道數(shù)的一些話務(wù)信道可以被重新分配用于通信信號(hào)。
按照在這里所描述方法的對(duì)于高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)的任意信道分配性質(zhì)在諸多方面是重要的。例如，圖6表示按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的在DS-CDMA通信系統(tǒng)中對(duì)于高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)的軟切換操作。
如所示，通信系統(tǒng)300通過可以是一個(gè)基站的和包括控制器15的中央通信單元A14，和可以是一個(gè)基站的和包括控制器17的中央通信單元B16兩者提供用于同時(shí)發(fā)送高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)20到可以是一個(gè)移動(dòng)站和包括控制器13的移動(dòng)通信站12和來自其的高數(shù)據(jù)速率通信信號(hào)20。
當(dāng)通信信號(hào)20在移動(dòng)站12和基站A14之間被建立時(shí)，信號(hào)20通過一組從話務(wù)信道表502任意選擇的對(duì)通信可用的話務(wù)信道500進(jìn)行發(fā)送。此外，移動(dòng)站12被饋送一個(gè)包括最可能成為通信信號(hào)20切換的基站B16的基站表。移動(dòng)站12還連續(xù)搜索在該區(qū)域中的其它基站(未示出)，和保持它接收超過某一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度閾值的所有基站引導(dǎo)信號(hào)(未示出)表。由移動(dòng)站12產(chǎn)生的各基站的表被發(fā)送到移動(dòng)電話交換局(MTSO)18，它包含基站控制能力，無論是被要求，或無論是表變化。MTSO18保持與公共交換電話網(wǎng)(PSTN)22的連接。
當(dāng)有經(jīng)由基站A14來自MTSO18的命令時(shí)，移動(dòng)站12跟蹤基站B16，使得來自移動(dòng)站12的通信信號(hào)20被基站A14和基站B16所接收。因此，由于基站A14已經(jīng)分配通信信號(hào)20，所以基站B16一般地必須分配相同話務(wù)信道的數(shù)目給所跟蹤的來自移動(dòng)站12的通信信號(hào)20。假設(shè)基站B16具有足夠的可用信道的數(shù)目，因?yàn)榛綛16能夠從其可用信道表504分配信道給通信信號(hào)20，所以在切換到基站B16后，通信信號(hào)20將幾乎肯定地繼續(xù)在其當(dāng)前的數(shù)據(jù)速率上傳輸。在基站B16上的話務(wù)信道的分配可以還是任意地執(zhí)行的。
為保證在基站A14和基站B16兩者上，話務(wù)信道時(shí)間和數(shù)據(jù)的同步，在移動(dòng)站12跟蹤到基站B16前，話務(wù)信道的配對(duì)信息經(jīng)由通信信號(hào)20被從基站A14發(fā)送到移動(dòng)站12。話務(wù)信道的配對(duì)可以通過由一個(gè)基站使用的最低編號(hào)的話務(wù)信道與由其它基站使用的最低編號(hào)的信道進(jìn)行配對(duì)實(shí)現(xiàn)的。
基站A14和B16發(fā)送通信信號(hào)20連同一個(gè)質(zhì)量索引一起到MTSO18。MTSO18根據(jù)從每個(gè)基站14、16接收的信號(hào)20的比較，可以端接在移動(dòng)站12和基站A14或基站B16之間的兩個(gè)鏈路中的一個(gè)。
例如，如果移動(dòng)站12轉(zhuǎn)回到基站A14附近的區(qū)域，移動(dòng)站12和基站B16之間的鏈路可以被MTSO18分開，如果移動(dòng)站12移動(dòng)得靠近基站B16，移動(dòng)站12和基站A14之間的連接可以被斷開，以便使移動(dòng)站12和基站B16之間進(jìn)行連接，或者M(jìn)TSO18可以命令移動(dòng)站12開始跟蹤另外的基站。因此，當(dāng)一個(gè)基站超出范圍時(shí)，另外的各基站簡(jiǎn)單地輪流承擔(dān)移動(dòng)站的服務(wù)，另外的結(jié)合分組服務(wù)于該移動(dòng)站。
應(yīng)用到以蜂窩為基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)的本發(fā)明的原理也可以應(yīng)用到包括以下的，但不限于這些的其它類型的通信系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)包括個(gè)人通信系統(tǒng)、干線通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)。同樣，應(yīng)用到所有射頻信道類型的本發(fā)明的的原理也應(yīng)用到其它類型的通信信道，諸如射頻信令信道、電子數(shù)據(jù)總線、有線信道、光纖鏈路和衛(wèi)星鏈路。
在不脫離所附的權(quán)利要求
書的精神和范圍和它們的等同物的情況下，本發(fā)明的其它和另外的一些形式也將是顯而易見的，和將被理解為本發(fā)明不限于所表示的這些具體的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于通過多個(gè)擴(kuò)頻話務(wù)信道發(fā)送具有某數(shù)據(jù)速率的通信信號(hào)的方法，包括(a)確定要求以該數(shù)據(jù)速率發(fā)送該通信信號(hào)的第一數(shù)目的話務(wù)信道；(b)確定可用于發(fā)送該通信信號(hào)的第二數(shù)目的話務(wù)信道；(c)比較第一數(shù)目的話務(wù)信道與第二數(shù)目的話務(wù)信道；(d)響應(yīng)于第一數(shù)目的話務(wù)信道與第二數(shù)目的話務(wù)信道的比較，選擇一個(gè)第一話務(wù)信道用于發(fā)送該通信信號(hào)的第一部分，該第一話務(wù)信道是從可用于發(fā)送該通信信號(hào)的第二數(shù)目的話務(wù)信道中選擇出來的；和(e)選擇一個(gè)第二話務(wù)信道用于發(fā)送該通信信號(hào)的第二部分，該第二話務(wù)信道是從可用于發(fā)送該通信信號(hào)的第二數(shù)目的話務(wù)信道中選擇的，該第一話務(wù)信道的選擇與第二話務(wù)信道的選擇無關(guān)。
2.按照權(quán)利要求
1的方法，還包括以下步驟(f)利用一個(gè)第一碼擴(kuò)展該通信信號(hào)的第一部分；(g)利用一個(gè)第二碼擴(kuò)展該通信信號(hào)的第二部分，該第一和第二碼基本上是正交的；(h)組合該通信信號(hào)的第一部分和該通信信號(hào)的第二部分以形成一個(gè)已調(diào)通信信號(hào)；和(i)發(fā)送該已調(diào)通信信號(hào)。
3.按照權(quán)利要求
1的方法，還包括以下步驟當(dāng)該各第一數(shù)目的話務(wù)信道大于該各第二數(shù)目的話務(wù)信道時(shí)，修改該通信信號(hào)的數(shù)據(jù)速率；和重復(fù)步驟(a)到(e)。
4.按照權(quán)利要求
1的方法，還包括以下步驟如果該通信信號(hào)的傳輸條件改變時(shí)，修改該通信信號(hào)的數(shù)據(jù)速率；和重復(fù)步驟(b)到(e)。
5.按照權(quán)利要求
4的方法，其中該通信信號(hào)的傳輸條件根據(jù)可用于發(fā)送的該通信信號(hào)的比特?cái)?shù)改變。
6.按照權(quán)利要求
4的方法，其中該通信信號(hào)的傳輸條件根據(jù)該通信信號(hào)的質(zhì)量改變。
7.按照權(quán)利要求
1的方法，其中該第一話務(wù)信道是任意選擇的。
8.按照權(quán)利要求
1的方法，其中該第二話務(wù)信道是任意選擇的。
9.一種擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，包括通過第一多個(gè)話務(wù)信道響應(yīng)于一個(gè)移動(dòng)通信單元的第一中央通信單元；和與該第一中央通信單元相連的第一控制器，可操作地用于分配用于發(fā)送和接收一個(gè)通信信號(hào)的第一組話務(wù)信道，該第一組話務(wù)信道包括從第一多個(gè)話務(wù)信道中選擇的一個(gè)第一話務(wù)信道和一個(gè)第二話務(wù)信道，該第一話務(wù)信道與該第一話務(wù)信道無關(guān)。
10.一種在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中用于接收通過多個(gè)話務(wù)信道發(fā)送的已調(diào)通信信號(hào)的方法，該多個(gè)話務(wù)信道的每一個(gè)是與一個(gè)具有多組碼片的碼相聯(lián)系的，該方法包括以下步驟(a)輸入該已調(diào)通信信號(hào)到代表多個(gè)加法器的邏輯行的解碼器，加法器的邏輯行數(shù)大于在多個(gè)話務(wù)信道中的話務(wù)信道數(shù)；(b)根據(jù)與該多個(gè)話務(wù)信道的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的第一碼的第一組碼片解調(diào)該已調(diào)通信信號(hào)，形成一個(gè)第一部分解調(diào)的通信信號(hào)；(c)根據(jù)與該多個(gè)話務(wù)信道的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的第二碼的第二組碼片解調(diào)該已調(diào)通信信號(hào)，形成一個(gè)第二部分解調(diào)的通信信號(hào)；和(d)組合第一部分解調(diào)的通信信號(hào)與第二部分解調(diào)的通信信號(hào)。
專利摘要
一種通過多個(gè)擴(kuò)頻話務(wù)信道發(fā)送具有一個(gè)數(shù)據(jù)速率的通信信號(hào)(20)的方法，包括確定要求在該數(shù)據(jù)速率上發(fā)送該通信信號(hào)的各第一話務(wù)信道的數(shù)目，和確定可用于發(fā)送該通信信號(hào)(20)的各第二話務(wù)信道的數(shù)目(502)。響應(yīng)于第一話務(wù)信道的數(shù)目和第二話務(wù)信道的數(shù)目的比較，從各第二話務(wù)信道的數(shù)目(502)中選擇用于發(fā)送通信信號(hào)(50、51)的第一部分的一個(gè)第一話務(wù)信道(54)和用于發(fā)送通信信號(hào)(52、53)的第二部分的一個(gè)第二話務(wù)信道(56)。第一話務(wù)信道(54)的選擇不能確定第二話務(wù)信道(56)的選擇。
文檔編號(hào)H04Q7/38GKCN1080048SQ96192701
公開日2002年2月27日 申請(qǐng)日期1996年11月26日
發(fā)明者尤格那·J·布魯克特, 托馬斯·A·塞克頓 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan