專利名稱：發(fā)射機、接收機、發(fā)射方法、接收方法和傳輸方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)射猝發(fā)信號的發(fā)射機及其發(fā)射方法，接收猝發(fā)信號的接收機及其接收方法，以及發(fā)射和接收猝發(fā)信號的傳輸方法。


圖1表示典型的無線電通信系統(tǒng)。
如圖1所示，施加到發(fā)射信號輸入端1的發(fā)射數(shù)據(jù)被送至調制器2進行調制。調制器2輸出的調制信號由發(fā)射放大器3放大，由發(fā)射放大器3放大的發(fā)射信號從天線4通過無線電波發(fā)射。然后，通過預定傳播路徑5發(fā)射的發(fā)射信號在接收側的天線6被接收，并經接收放大器7送至解調器8，在那里被解調。在接收信號輸出端9形成由解調器8解調的接收數(shù)據(jù)。
在這種情況下，假定P是天線4的發(fā)射功率，L是通過傳播路徑5發(fā)射的信號電平的平均損耗，f是由于衰減即傳播路徑狀態(tài)的改變引起的接收信號的信號電平變化。那么接收功率可用|f2|LP。表示。在接收信號的信號電平的典型概率分布中，接收信號的平均信號電平用 表示。圖2是表示接收信號的信號電平的測量結果與當信號電平由于衰減而使得信號電平改變時得到的概率密度之間關系的概率分布特征圖。在圖2中，橫軸代表接收信號的幅度，縱軸代表概率密度。在圖2中，網(wǎng)格表示的區(qū)域X表示接收信號的信號電平小于預定信號電平(即接收信號的幅度小于預定值)的區(qū)域。在該區(qū)域X中，接收信號的S/N(信噪比)不夠高，因此很難準確地對接收數(shù)據(jù)進行解調，頻繁出現(xiàn)位錯誤。另一方面，圖3是表示接收信號的信號電平的測量結果與無衰減時得到的概率密度之間的概率分布的特性圖。在圖3中，橫軸代表接收信號的幅度，縱軸代表概率密度。如圖3所示，接收信號的信號電平的分布集中在平均電平 附近，并且沒有頻繁出現(xiàn)位錯誤的區(qū)域X。
當實際發(fā)射無線電信號時，發(fā)射側和接收側不總是保持靜止的，相反，它們常常是移動的，就象在便攜式無線電話機或車載式無線電話機那樣的無線電通信系統(tǒng)中經常見到的那樣。當使用這種發(fā)射機或接收機時，絕大多數(shù)信號是在這樣的條件下接收的，即接收信號的信號電平由于衰減而改變，如圖2所示。
因此，為了消除出現(xiàn)更多位錯誤的上述區(qū)域X，即使當接收條件比較差時也需要通過增加發(fā)射功率P來提高接收信號的S/N。然而，如果發(fā)射功率P提得太高，那么發(fā)射放大器3將難于把來自調制器2的調制信號放大到令人滿意的高電平。
改進在接收信號的信號電平由于衰減而變化的條件下發(fā)射狀態(tài)的方法不限于上述提高發(fā)射功率的方法，迄今為止已經開發(fā)了一種采用天線系統(tǒng)的發(fā)射系統(tǒng)，為了簡單起見，下面將該天線系統(tǒng)稱為“分配天線”。
該分配天線既可用于發(fā)射側，又可用于接收側。圖4以框圖的形式表示分配天線用于發(fā)射側的情形。
如圖4所示，發(fā)射數(shù)據(jù)加到發(fā)射信號輸入端1。然后，發(fā)射數(shù)據(jù)從輸入端1送至調制器2，在那里被調制，再送至分配器11，在分配器11中被分配和作為N個(N是大于“2”的任意整數(shù))輸出信號輸出。來自分配器11的N個被分配的輸出施加到延遲電路12a、12b、……、12n。在這種情況下，假定τ0、τ1、……、τN-1分別是延遲電路12a、12b、……、12n的延遲時間。然后，這些延遲時間τ0、τ1、……、τN-1被順序遞增，變得互不相同。延遲電路12a、12b、……、12n的輸出施加到發(fā)射放大器13a、13b、……、13n并被放大以后，發(fā)射放大器13a、13b、……、13n的經放大的輸出被送至發(fā)射天線14a、14b、……、14n，于是通過無線電波從發(fā)射天線14a、14b、……、14n發(fā)射。這時，發(fā)射天線14a、14b、……、14n的發(fā)射功率可以是P/N，其中P是所需的發(fā)射功率。
從發(fā)射天線14a至14n發(fā)射的信號被天線6接收，并被解調器8解調。在這種情況下，解調器8根據(jù)一種解調系統(tǒng)對該信號進行解調，該解調系統(tǒng)能夠避免由于延遲波的影響使發(fā)射性能變壞。更具體地說，先由適當?shù)难b置如均衡器對發(fā)射信號進行處理，然后再由解調器8解調。
當發(fā)射信號如上所述進行發(fā)射時，天線14a、14b、……、14n發(fā)射的信號的平均衰減很低，并且在發(fā)射天線14a、14b、……、14n和接收天線6中出現(xiàn)由于單獨衰減f0、f1、……、fN-1引起的信號電平改變。這時，接收側的接收信號的功率變?yōu)榘l(fā)射信號之和，如下式(1)所示Σk=0N-1fk2LP/N----(1)]]>在接收側合成的信號是隨機的電平之和?？傮w接收電平的波動減小了，其概率分布處于圖5所示的狀態(tài)。雖然這一狀態(tài)有些不如其中沒有衰減的狀態(tài)，但是概率分布集中在平均電平 附近，并且沒有頻繁出現(xiàn)位錯誤的區(qū)域X′。圖5虛線所示的概率表示當分配天線沒有應用到發(fā)射側時得到的狀態(tài)。
雖然已經描述了分配天線應用到發(fā)射天線上的一個例子，但是分配天線也可以應用到接收天線上，從而得到類似的改善了的特性，即圖5所示的特性。圖6表示分配天線應用到接收天線上的一個例子。發(fā)射系統(tǒng)的結構與圖1所示的相同。如圖6所示，從發(fā)射天線4發(fā)射的信號在M個(M是大于“2”的任意整數(shù))天線15a、15b、……、15m被接收。在天線15a、15b、……、15m接收的信號被接收放大器16a、16b、……、16m放大，被延遲電路17a、17b、……、17m延遲，并被加法器18合成為一個系統(tǒng)的一個信號。
在這種情況下，假定τ0、τ1、……、τM-1分別是延遲電路17a、17b、……、17m的延遲時間。然后，這些延遲時間τ0、τ1、……、τM-1被順序遞增少量值，變得互不相同。由加法器18合成的接收信號被送至解調器8，并被解調器8解調，解調的接收數(shù)據(jù)從輸出端9輸出。
與將分配天線應用到發(fā)射天線上的情況類似，采用上述結構，在發(fā)射天線4和接收天線15a、15b、……、15m之間產生由于單獨的衰減f0、f1、……、fM-1引起的電平波動，因此可以得到圖5所示的令人滿意的發(fā)射特性。
然而，當采用分配天線時，發(fā)射系統(tǒng)或接收系統(tǒng)的結構變復雜了。特別是當分配天線用于圖4所示的發(fā)射系統(tǒng)時，例如需要分配器11、多個延遲電路12a、12b、……、12n和多個放大器13a、13b、……、13n。結果，與圖1所示的僅用一個天線的發(fā)射系統(tǒng)相比，發(fā)射系統(tǒng)的結構變復雜了。特別是用于將發(fā)射的高頻信號延遲的延遲電路體積大、造價高。因此，最好能夠避免發(fā)射電路包括多個大而貴的延遲電路。
如果將經發(fā)射放大器放大的信號分配、延遲并送至不同的天線，那么使用一個發(fā)射放大器就足夠了。在這種情況下，包括分配器和多個延遲電路的損耗的信號必須由一個發(fā)射放大器放大，這樣發(fā)射放大器的負擔就很重。
另外，當分配天線應用到圖6所示的接收系統(tǒng)時，這種接收系統(tǒng)需要接收放大器，數(shù)目對應于天線數(shù)的多個延遲電路，以及加法器。于是，與分配天線應用于發(fā)射系統(tǒng)的情況類似，接收電路變得復雜和貴。
此外，作為一種接收信號由加法器相加并由接收放大器放大的簡化的接收系統(tǒng)，提出僅用一個接收放大器。然而在這種情況下，接收信號被延遲，然后由接收放大器放大，因此接收信號的S/N由于延遲電路的損耗而下降。
鑒于上述方面，本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)射機、接收機、發(fā)射方法、接收方法和傳輸方法，當通過采用分配天線的原理改進發(fā)射特性時，可以通過簡化的發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)傳輸信號。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種間歇發(fā)射猝發(fā)信號形式的編碼信息信號的無線電發(fā)射機。該無線電發(fā)射機包括通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號的編碼器；在多個猝發(fā)信號上插入(interleave)編碼器的一個輸出信號的插入電路；對插入電路的輸出信號進行調制的調制器；多個天線；以及對每個猝發(fā)信號向天線順序地有選擇地提供調制器的輸出信號的開關。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種接收從發(fā)射機發(fā)射的信號的無線電接收機，該發(fā)射機包括通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號的編碼器；在多個猝發(fā)信號上插入編碼器的一個輸出信號的插入電路；對插入電路的輸出信號進行調制的調制器；多個天線；以及對每個猝發(fā)信號向多個天線順序地有選擇地提供調制器的輸出信號的開關。上述無線電接收機包括多個天線；對每個猝發(fā)信號順序地選擇在天線接收的接收信號的開關；對開關的輸出信號解調的解調器；在多個猝發(fā)信號上去插入(deinterleave)解調器的一個輸出信號的去插入電路；以及解碼電路，用于通過對由去插入電路去插入的每個猝發(fā)信號中的編碼位信號解碼產生估計發(fā)射信息的輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種間歇發(fā)射猝發(fā)信號形式的編碼信息信號的無線電發(fā)射方法。該方法包括以下步驟通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號；在多個猝發(fā)信號上插入編碼位信號；調制插入信號；以及通過對每個猝發(fā)信號向多個天線順序地有選擇地提供調制信號發(fā)射調制信號。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種接收通過無線電發(fā)射方法發(fā)射的信號的無線電接收方法，該發(fā)射方法包括以下步驟通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號；在多個猝發(fā)信號上插入編碼的位信號；調制插入的信號；以及通過對每個猝發(fā)信號向多個天線順序地有選擇地提供調制信號發(fā)射一個發(fā)射信號。上述無線電接收方法包括以下步驟對每個猝發(fā)信號順序地選擇在多個天線接收的接收信號；對被選擇的信號解調；在多個猝發(fā)信號上去插入解調信號；以及通過對去插入猝發(fā)信號中的編碼的位信號解碼產生估計發(fā)射信息的輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種無線電發(fā)射—接收方法，包括以下步驟；通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號；在多個猝發(fā)信號上插入所述編碼位信號；調制插入信號；通過對每個猝發(fā)信號向多個天線順序地有選擇地提供調制信號發(fā)射一個發(fā)射信號；在多個天線接收發(fā)射信號；對每個猝發(fā)信號順序地選擇在多個天線接收的接收信號；對被選擇的信號解調；在多個猝發(fā)信號上去插入解調信號；以及通過對去插入猝發(fā)信號中的編碼的位信號解碼產生估計發(fā)射信息的輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種無線電發(fā)射機—接收機，包括多個天線；具有多個分別與天線相連的第一端子，當發(fā)射時與第一端子相連的第二端子，和接收時與第一端子相連的第三端子的第一開關裝置；通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號的編碼裝置；在多個猝發(fā)信號上對編碼電路的一個輸出信號進行插入的插入電路；接收插入電路的輸出信號的調制電路；順序地有選擇地向第二端子提供調制電路的輸出信號的第二開關；分別對從第一開關的第三端子提供的信號解調的多個解調電路；從解調電路的輸出信號中選擇和輸出一個最佳信號的合成電路；以猝發(fā)信號上去插入合成電路的一個輸出信號的去插入電路；以及解碼電路，用于對去插入的猝發(fā)信號的編碼位信號解碼產生估計發(fā)射信息的輸出信號。
圖1是表示典型的無線電通信系統(tǒng)的框圖；圖2是表示當發(fā)射通路具有衰減時得到的典型的接收電平的概率分布的特性圖；圖3是表示當發(fā)射通路沒有衰減時得到的典型的接收電平的概率分布的特性圖；圖4是表示將分配天線應用到發(fā)射天線上的發(fā)射結構的框圖；圖5是表示當如圖4所示那樣將分配天線應用到發(fā)射天線時得到的典型的接收電平的概率分布的特性圖；圖6是表示將分配天線應用到接收天線上的發(fā)射結構的框圖；圖7A是表示時隙結構的示意圖；圖7B是在站A的發(fā)射/接收時序圖；圖7C是在站B的發(fā)射/接收時序圖；圖8是采用本發(fā)明的發(fā)射系統(tǒng)的框圖；圖9是表示卷積碼編碼器的一個例子的框圖；圖10是表示接收電路的框圖；圖11表示發(fā)射狀態(tài)；以及圖12是表示由根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射電路和分集接收電路組合形成的發(fā)射機—接收機的一個例子的框圖。
現(xiàn)在參照圖7A、7B、7C至圖12描述本發(fā)明。
在這一實施例中，本發(fā)明被應用到通常稱為TDMA(時分多址聯(lián)接)系統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，在該系統(tǒng)中間歇發(fā)射猝發(fā)數(shù)據(jù)。先參照圖7A至7C描述通信狀態(tài)。
圖7A表示時隙結構。在這一實施例中，在某一發(fā)射信道，在每個預定時間確定一幀，并且一幀包括兩個子幀。一幀分成六個時隙，這六個時隙順序被標為時隙0、時隙1、時隙2、時隙3、時隙4和時隙5。當每個發(fā)射機發(fā)射數(shù)據(jù)時，發(fā)射對應于每個時隙的猝發(fā)數(shù)據(jù)。
當在站A和站B之間進行發(fā)射/接收時，站A的發(fā)射/接收時序處于圖7B所示狀態(tài)，站B的發(fā)射/接收時序處于圖7C所示狀態(tài)。具體地說，在每幀的時隙0，從站A發(fā)射一個猝發(fā)數(shù)據(jù)，而在時隙0的同一期間，站B接收這樣發(fā)射的一個猝發(fā)數(shù)據(jù)。在時隙3期間，從站B發(fā)射一個猝發(fā)數(shù)據(jù)，而在時隙3的同一期間，站A接收這樣發(fā)射的一個猝發(fā)數(shù)據(jù)。
以這種方式，通過利用每幀的時隙0和3，站A和站B之間發(fā)射和接收數(shù)據(jù)。然后，站A和站B能夠通過利用未用的時隙1和4，在其它兩個發(fā)射機和接收機之間發(fā)射和接收猝發(fā)數(shù)據(jù)。此外，站A和站B能夠通過利用未用的時隙2和5，在另外兩個發(fā)射機和接收機之間發(fā)射和接收猝發(fā)數(shù)據(jù)。因此，當一幀包括六個時隙時，數(shù)據(jù)可以通過一條發(fā)射信道最多在三組發(fā)射機和接收機之間同時發(fā)射和接收。
雖然上述一幀包括六個時隙，但是組成一幀的時隙數(shù)不限于六個，而是可以做不同的改變。例如當一幀包括兩個時隙時，數(shù)據(jù)通過一條發(fā)射信道在兩個發(fā)射機和接收機之間發(fā)射和接收。當一幀包括八個或八個以上的時隙時，數(shù)據(jù)可以在四組或四組以上的發(fā)射機和接收機之間同時發(fā)射和接收。
如果根據(jù)上述TDMA系統(tǒng)發(fā)射猝發(fā)數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)可以通過一條發(fā)射信道有效地進行發(fā)射。
在根據(jù)TDMA系統(tǒng)發(fā)射的猝發(fā)數(shù)據(jù)中，例如在一個猝發(fā)數(shù)據(jù)的一個預定間隔中提供了同步數(shù)據(jù)，因此接收側通過檢測提供的同步數(shù)據(jù)可以準確地接收該猝發(fā)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明應用于發(fā)射猝發(fā)數(shù)據(jù)的發(fā)射系統(tǒng)。首先參照圖8描述本發(fā)明應用于發(fā)射系統(tǒng)的方式。
圖8以框圖的形式表示應用本發(fā)明的發(fā)射系統(tǒng)。
如圖8所示，施加到發(fā)射數(shù)據(jù)輸入端21的發(fā)射數(shù)據(jù)被送至編碼器22并在那里被編碼。其中的編碼處理是根據(jù)下面將要說明的采用卷積碼的編碼法進行的。經編碼器22編碼的數(shù)據(jù)被送至插入電路23并在控制發(fā)射過程的通信控制單元28的控制下在插入電路23中被插入。通過插入，數(shù)據(jù)在多個猝發(fā)數(shù)據(jù)上的猝發(fā)信號單元被插入。
從插入電路23輸出的猝發(fā)數(shù)據(jù)被送至調制器24，從而根據(jù)預定的調制系統(tǒng)(例如相位調制如QPSK(四相移鍵控)調制)被調制成帶有預定發(fā)射信道的猝發(fā)調制數(shù)據(jù)。調制器24對猝發(fā)數(shù)據(jù)進行調制的時序受通信控制單元28的控制。由調制器24調制的信號被發(fā)射放大器25放大，并被送至天線開關26的可動觸點26s。
天線開關26包括與不同的天線27a、27b、……、27n相連的固定觸點26a、26b、……、26n(n是大于“2”的任意整數(shù))。天線開關26在通信控制單元28的控制下轉動可動觸點26s，每次選擇一個不同的天線，從發(fā)射放大器25輸出一個猝發(fā)發(fā)射數(shù)據(jù)。于是，發(fā)射數(shù)據(jù)通過無線電波以一個猝發(fā)數(shù)據(jù)單元從不同的天線發(fā)射出去。在這種情況下，可以以預先確定的順序或根據(jù)隨機產生的數(shù)據(jù)(例如M序列數(shù)據(jù)等)隨機選擇天線27a至27n。當隨機選擇天線27a、27b、……、27n時，在通信控制單元28的控制下可以等同地選擇天線。
下面將更完全地描述圖8所示的編碼器22。根據(jù)本發(fā)明的編碼器22是卷積碼編碼器，圖9以框圖形式表示這種卷積碼編碼器的一個例子，其中卷積碼k是7，編碼率R是1/3。
如圖9所示，施加到輸入端31的位數(shù)據(jù)被送至串聯(lián)連接的延遲電路(DL)32、33、34、35、36和37。施加到輸入端31的位數(shù)據(jù)和延遲電路33、34、36、37的輸出被送至異或門41，它產生一個異或輸出。施加到輸入端31的位數(shù)據(jù)和延遲電路32、35、37的輸出被送至異或門42，它產生一個異或輸出。此外，施加到輸入端31的位數(shù)據(jù)和延遲電路32、33、34、35、37的輸出被送至異或門43，它產生一個異或輸出。
異或門41、42和43的邏輯輸出被送至并聯(lián)—串聯(lián)(P/S)轉換器44，在該轉換器中它們被轉換成串聯(lián)數(shù)據(jù)。被P/S轉換器44轉換的串聯(lián)數(shù)據(jù)送至輸出端45。
根據(jù)卷積碼編碼器22，施加到輸入端31的一位數(shù)據(jù)影響在輸出端45形成的編碼數(shù)據(jù)的15個符號的狀態(tài)，即一位數(shù)據(jù)被分散成15個符號。
由卷積碼編碼器編碼的數(shù)據(jù)根據(jù)圖8所示的電路結構被插入、調制、在天線中切換并通過無線電波發(fā)射，其效果與這樣的數(shù)據(jù)經分配天線發(fā)射所得的效果類似。具體地說，當數(shù)據(jù)由卷積碼編碼器22編碼時，一位數(shù)據(jù)被分散成多個符號，并產生編碼的位信號。另外，由插入電路23在多個猝發(fā)數(shù)據(jù)上插入數(shù)據(jù)，于是施加到輸入端21的發(fā)射位數(shù)據(jù)被分散成多個猝發(fā)數(shù)據(jù)然后發(fā)射。根據(jù)這一實施例，由于發(fā)射天線以一個猝發(fā)數(shù)據(jù)單元切換，發(fā)射數(shù)據(jù)被分散并從多個天線發(fā)射，因此構成了發(fā)射側的分配天線。因此，接收這一發(fā)射信號的接收側可以提高接收信號的S/N，如圖5所示。
由于發(fā)射信號僅以猝發(fā)數(shù)據(jù)單元由天線開關切換，所以發(fā)射數(shù)據(jù)可以被有效地發(fā)射。具體地說，僅一個系統(tǒng)的發(fā)射放大器就足夠了，并且可以避免當分配器分配發(fā)射信號時產生的損耗。因此，有可能僅用一個系統(tǒng)的發(fā)射放大器就得到令人滿意的發(fā)射輸出。此外，不象常規(guī)的分配天線，不再需要提供延遲高頻信號的延遲電路，因此可以簡化發(fā)射系統(tǒng)的結構。
在接收由圖8所示結構發(fā)射的信號的接收側，如果不提供分配天線，那么可以通過與常規(guī)的接收電路類似的接收電路接收上述發(fā)射的信號。具體地說，在一個天線接收的信號被天線放大器放大，并被解調器解調。解調信號被去插入，于是插入數(shù)據(jù)被恢復成原來的數(shù)據(jù)。在解碼(例如Viterbi解碼)過程中，合成通過發(fā)射側的卷積碼編碼的已經被分散成多個符號的信號，并估計發(fā)射的位數(shù)據(jù)，從而得到接收數(shù)據(jù)。
然而，不象接收從常規(guī)的分配天線結構的發(fā)射電路(例如圖4所示的發(fā)射電路)發(fā)射的信號的常規(guī)的接收電路，根據(jù)本發(fā)明的接收電路是一種接收由延遲電路直接延遲的信號的接收電路。這樣，當信號由解調器解調時，不需要考慮延遲的波的影響，因此可以簡化解調器的結構。
采用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射電路，不需要接收側的特別處理就可以改善接收性能。如果將接收電路側形成為分配天線類型，那么接收性能可以進一步得到改善。此外，也可以采用其它措施改善接收性能，如分集接收。
下面將參照圖10描述把根據(jù)本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)應用于接收系統(tǒng)的一個例子。圖10的接收電路適用于接收由圖8所示的從編碼器22至發(fā)射放大器25的發(fā)射系統(tǒng)處理過的、通過天線經無線電波發(fā)射的信號。具體地說，接收信號是這樣一個信號，該信號由其中一位數(shù)據(jù)如卷積碼被分散成多個符號的編碼法編碼，在多個猝發(fā)數(shù)據(jù)上插入從編碼裝置輸出的信號，對插入的猝發(fā)數(shù)據(jù)進行調制，并通過無線電波發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明的接收電路可以接收這樣一個信號，該信號在圖8所示的多個天線27a至27n切換之后經無線電波發(fā)射，并且該信號從一個天線經無線電波發(fā)射。
如圖10所示，來自多個天線71a、71b、……、71m的接收信號被送至天線開關72的固定觸點72a、72b、……、72m。天線開關72在控制該接收機接收過程的通信控制單元78的控制下，切換可動觸點72s。每次天線開關72接收猝發(fā)數(shù)據(jù)，天線開關72在通信控制單元78的控制下切換天線?？梢砸灶A先確定的順序或根據(jù)隨機產生的數(shù)據(jù)(例如M序列數(shù)據(jù))隨機選擇天線71a至71m。當隨機選擇天線71a至71m時，在通信控制單元78的控制下可以等同地選擇天線。
在可動觸點72s得到的接收信號經接收放大器73放大，并送至解調器74解調。解調信號被送至去插入電路75，在那里進行去插入。去插入電路75對數(shù)據(jù)去插入，于是在發(fā)射側被插入的數(shù)據(jù)恢復成原來的數(shù)據(jù)。去插入的接收數(shù)據(jù)被送至解碼器76解碼，這樣在輸出端77形成解碼的接收數(shù)據(jù)。解碼可以是Viterbi解碼，從在發(fā)射側經卷積編碼已經被分散成多個符號的信號中估計出原始位數(shù)據(jù)。在通信控制單元78的控制下，解調器74對猝發(fā)信號解調，去插入電路75對數(shù)據(jù)進行去插入。
由于接收信號是依上述方式接收的，因此其效果與通過分配天線系統(tǒng)接收接收信號獲得的效果類似。更具體地說，以一個猝發(fā)數(shù)據(jù)單元切換來自多個天線的接收信號，在多個猝發(fā)數(shù)據(jù)上對切換的信號進行去插入以便提供原始次序的數(shù)據(jù)，以及通過合成從多個天線分散和接收的信號估計發(fā)射的位數(shù)據(jù)。于是，發(fā)射的位數(shù)據(jù)從多個天線分散和接收的信號解碼，因此與常規(guī)的例子中描述的接收側的分配天線類似，接收信號的S/N可以得到改善。
由于以猝發(fā)數(shù)據(jù)單元由天線開關切換接收天線，因此可以有效地接收發(fā)射信號。一個系統(tǒng)的發(fā)射放大器就足夠了，并且信號不再需要象現(xiàn)有技術那樣由延遲電路延遲。因此，可以由結構簡單的接收電路滿意地接收發(fā)射信號。
與帶有分配天線的常規(guī)的接收電路不同，根據(jù)本發(fā)明的接收電路不是接收直接由延遲電路延遲的信號的接收電路。這樣，當信號由解調器解調時，不需要考慮延遲的波的影響，解調器的結構可以進一步得到簡化。
雖然根據(jù)本發(fā)明的接收電路可以接收從圖8所示的發(fā)射側的單個天線發(fā)射的信號或從分配天線發(fā)射的信號，但是如果發(fā)射側是切換天線的分配天線結構，那么可以改善接收性能。在這種情況下，如果發(fā)射側的天線數(shù)與接收側的天線數(shù)相同，那么可以期望通過使發(fā)射側的天線的切換次序與接收側的天線的切換次序相互不同來進一步改善接收性能。
圖11表示當從圖8所示的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的信號被圖10所示的接收系統(tǒng)接收時得到的發(fā)射狀態(tài)。
如圖11所示，天線T0、T1、……、T(N-1)(N是大于“2”的任意整數(shù))作為發(fā)射天線，天線R0、R1、……、R(M-1)(M是大于“2”的任意整數(shù))作為接收天線。如果在一幀單元切換發(fā)射天線T0至T(N-1)的發(fā)射，那么在一幀單元切換接收天線R0至R(M-1)的接收，在發(fā)射側和接收側不相互關聯(lián)的條件下對它們隨機進行切換，在發(fā)射機和接收機之間存在(N×M)條傳播路徑f0，0、f0，1、……、fN-1，M-1。那樣存在可以滿意地發(fā)射發(fā)射信號的傳播路徑的概率就很大。于是，當存在衰減的情況下發(fā)射發(fā)射信號時，就能改善發(fā)射特性。發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)并不總是相同的，并且發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的其中之一個系統(tǒng)可以包括多個天線。如果發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的其中之一個系統(tǒng)包括多個天線，那么圖11所示的結構中的N或M中的任一個將變?yōu)椤?”。
圖12以框圖的形式表示由根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射系統(tǒng)電路和分集接收電路組合形成的發(fā)射機—接收機的一個例子。在圖12中，與圖8相同的部分標以相同的參考號，故不需要作詳細的說明。
在圖12的情況中，發(fā)射機—接收機包括通過TDMA系統(tǒng)發(fā)射和接收猝發(fā)數(shù)據(jù)的三個天線。下面先描述發(fā)射系統(tǒng)。如圖12所示，從發(fā)射放大器25輸出的猝發(fā)發(fā)射輸出數(shù)據(jù)被送至天線開關51的可動觸點51s。天線開關51以一個猝發(fā)數(shù)據(jù)單元切換發(fā)射輸出，并將切換的發(fā)射輸出送至另一天線。天線開關51包括三個固定觸點51a、51b、51c，并在控制發(fā)射和接收的通信控制單元28的控制下切換可動觸點51s。
天線開關51的固定觸點51a、51b、51c與置于天線開關60中的三個轉接開關61、62、63的固定觸點61a、62a、63a相連。在發(fā)射期間和接收期間天線開關60將天線切換到發(fā)射系統(tǒng)或接收系統(tǒng)。置于天線開關60中的三個轉接開關61、62、63的固定觸點61s、62s、63s與天線52、53、54相連。
在通信控制單元28的控制下，置于天線開關60中的三個轉接開關61、62、63在發(fā)射期間將可動觸點61s、62s、63s與固定觸點61a、62a、63a相連，在接收期間將可動觸點61s、62s、63s與固定觸點61b、62b、63b相連。
三個轉接開關61、62、63的另一固定觸點61b、62b、63b通過接收放大器55、56、57與解調器58、59、64的輸入端相連，解調器58、59、64分別對接收的猝發(fā)信號解調。在通信控制單元28的控制下進行解調。從解調器58、59、64輸出的解調信號被送至合成電路65。在通信控制單元28的控制下，合成電路65從解調器58、59、64輸出并施加到上面的三個系統(tǒng)的解調輸出判斷具有最佳接收條件的解調輸出，并將判斷的解調輸出施加到去插入電路66。
去插入電路66對發(fā)射側插入的數(shù)據(jù)進行去插入。去插入的接收數(shù)據(jù)被送至解碼器67解碼，并在輸出端68形成接收的位數(shù)據(jù)。
在上述結構下，當接收時利用這種發(fā)射機—接收機的三個天線52、53、54進行選擇具有令人滿意的接收條件的數(shù)據(jù)的分集接收。當發(fā)射時，以一個猝發(fā)數(shù)據(jù)單元切換三個天線52、53、54，于是發(fā)射機—接收機進行如分配天線那樣的發(fā)射。因此，三個天線可有效地用于接收和發(fā)射中的任一種情況，于是可以用普通天線的簡單結構實現(xiàn)基于分集接收的令人滿意的接收和基于分配天線發(fā)射的令人滿意的發(fā)射。
在上述實施例中，沒有說明發(fā)射的一個猝發(fā)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式，當然各種已知的格式可以用于猝發(fā)數(shù)據(jù)格式。特定的發(fā)射機—接收機可以適用于便攜式無線電話機和車載式無線電話機，它們用于帶有衰減的發(fā)射線路的概率很大。此外，不用說根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射機—接收機可用于各種發(fā)射機—接收機。
雖然如上所述發(fā)射側的編碼器是將一位數(shù)據(jù)分散成15個符號的卷積碼編碼器，但是本發(fā)明不限于此，也可以用其它裝置進行卷積編碼。只要編碼過程是將一位數(shù)據(jù)分散成多個符號，就可采用其它系統(tǒng)的編碼處理。類似地，雖然如上所述Viterbi解碼電路用作接收側的解碼器，但是本發(fā)明不限于此，也可以用其它解碼裝置，只要該解碼裝置通過合成被分散成多個符號的信號能夠產生估計發(fā)射信息的輸出信號。
雖然如上所述以一個猝發(fā)數(shù)據(jù)單元切換天線，但是本發(fā)明不限于此，通過同一天線，可以發(fā)射或接收至少一個猝發(fā)數(shù)據(jù)。這樣可以以多個猝發(fā)數(shù)據(jù)單元切換天線。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射機，由于以猝發(fā)數(shù)據(jù)單元發(fā)射發(fā)射數(shù)據(jù)的天線是處于這樣的條件下即每個位數(shù)據(jù)被分散成多個猝發(fā)數(shù)據(jù)，因此通過僅有天線開關的簡單的發(fā)射機結構，數(shù)據(jù)就可以以分散狀態(tài)從多個天線發(fā)射。因此，通過沒有延遲電路和分配器的簡單結構就可實現(xiàn)發(fā)射側的分配天線。
由于接收電路與發(fā)射機的多個天線相連，并且該接收電路進行從各個天線接收的信號中選擇任一信號的分集接收，所以通過有效地利用既發(fā)射又接收的多個天線可以進行令人滿意的傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的接收機，由多個天線分散的信號可被結構簡單的電路接收，其中以猝發(fā)數(shù)據(jù)單元對多個天線接收的接收信號進行切換，因此，通過沒有延遲電路和分配器的簡單結構就可實現(xiàn)接收側的分配天線。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射方法，每個位數(shù)據(jù)被分散成多個猝發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)射。此外，通過以猝發(fā)數(shù)據(jù)單元切換發(fā)射天線將數(shù)據(jù)分散并從多個天線發(fā)射。因此，通過簡單和有效的處理可以實現(xiàn)分配天線發(fā)射處理。
此外，根據(jù)本發(fā)明的接收方法，以猝發(fā)數(shù)據(jù)單元切換在多個天線接收的信號，切換的接收信號在多個猝發(fā)數(shù)據(jù)上被去插入，接收由多個天線分散的信號并將其解碼。因此，通過簡單和有效的處理可以實現(xiàn)分配天線接收處理。
另外，根據(jù)本發(fā)明的傳輸方法，可以通過簡單和有效的處理在發(fā)射側進行分配天線發(fā)射處理，并且可以通過簡單和有效的處理在接收側進行分配天線接收處理。因此即使傳播通路存在衰減，通過簡單的處理也可以得到令人滿意的傳輸特性。
以上參照附圖描述了本發(fā)明的最佳實施例，但是應理解本發(fā)明不限于此，在不脫離所附權利要求書中限定的本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本領域的一般技術人員可以作出各種修改和改變。
權利要求
1.一種間歇發(fā)射猝發(fā)信號形式的編碼信息信號的無線電發(fā)射機，包括通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號的編碼器；在多個猝發(fā)信號上插入所述編碼器的一個輸出信號的插入裝置；對所述插入裝置的輸出信號進行調制的調制器；多個天線；以及對每個猝發(fā)信號向所述天線順序地有選擇地提供所述調制器的輸出信號的開關裝置。
2.根據(jù)權利要求1的無線電發(fā)射機，其中所述編碼器是卷積碼編碼器。
3.一種接收從發(fā)射機發(fā)射的信號的無線電接收機，該發(fā)射機包括通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號的編碼器；在多個猝發(fā)信號上插入所述編碼器的一個輸出信號的插入裝置；對所述插入裝置的輸出信號進行調制的調制器；多個天線；以及對每個猝發(fā)信號向多個天線順序地有選擇地提供所述調制器的輸出信號的開關裝置，上述接收機包括多個天線；對每個猝發(fā)信號順序地選擇在所述天線接收的接收信號的開關裝置；對所述開關裝置的輸出信號解調的解調器；在多個猝發(fā)信號上去插入所述解調器的一個輸出信號的去插入裝置；以及解碼裝置，用于通過對由所述去插入裝置去插入的每個猝發(fā)信號中的編碼位信號解碼產生估計所述發(fā)射信息的輸出信號。
4.根據(jù)權利要求3的無線電接收機，其中所述編碼器是卷積碼編碼器，所述解碼器是Viterbi解碼器。
5.一種間歇發(fā)射猝發(fā)信號形式的編碼信息信號的無線電發(fā)射方法，包括以下步驟通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號；在多個猝發(fā)信號上插入所述編碼位信號；調制插入信號；以及通過對每個猝發(fā)信號向多個天線順序地有選擇地提供調制信號發(fā)射調制信號。
6.根據(jù)權利要求5的無線電發(fā)射方法，其中發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)是通過卷積編碼法編碼的。
7.一種接收通過無線電發(fā)射方法發(fā)射的信號的無線電接收方法，該發(fā)射方法包括以下步驟通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號；在多個猝發(fā)信號上插入編碼的位信號；調制插入的信號；以及通過對每個猝發(fā)信號向多個天線順序地有選擇地提供調制信號發(fā)射一個發(fā)射信號，上述接收方法包括以下步驟對每個猝發(fā)信號順序地選擇在多個天線接收的接收信號；對被選擇的信號解調；在多個猝發(fā)信號上去插入解調信號；以及通過對去插入猝發(fā)信號中的編碼的位信號解碼產生估計發(fā)射信息的輸出信號。
8.根據(jù)權利要求7的無線電接收方法，其中發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)是通過卷積編碼法編碼的，并且編碼的位信號是通過Viterbi解碼法解碼的。
9.一種無線電發(fā)射—接收方法，包括以下步驟；通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號；在多個猝發(fā)信號上插入所述編碼位信號；調制插入信號；通過對每個猝發(fā)信號向多個天線順序地有選擇地提供調制信號發(fā)射一個發(fā)射信號；在多個天線接收發(fā)射信號；對每個猝發(fā)信號順序地選擇在多個天線接收的接收信號；對被選擇的信號解調；在多個猝發(fā)信號上去插入解調信號；以及通過對去插入猝發(fā)信號中的編碼的位信號解碼產生估計發(fā)射信息的輸出信號。
10.一種無線電發(fā)射機—接收機包括多個天線；具有多個分別與所述天線相連的第一端子，當發(fā)射時與所述第一端子相連的第二端子，和接收時與所述第一端子相連的第三端子的第一開關裝置；通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號的編碼裝置；在多個猝發(fā)信號上對所述編碼裝置的一個輸出信號進行插入的插入裝置；接收所述插入裝置的輸出信號的調制裝置；順序地有選擇地向所述第二端子提供所述調制裝置的輸出信號的第二開關裝置；分別對從所述第一開關裝置的所述第三端子提供的信號解調的多個解調裝置；從所述解調裝置的輸出信號中選擇和輸出一個最佳信號的合成裝置；以猝發(fā)信號上去插入所述合成裝置的一個輸出信號的去插入裝置；以及解碼裝置，用于對去插入的猝發(fā)信號的編碼位信號解碼產生估計發(fā)射信息的輸出信號。
全文摘要
無線電發(fā)射機包括通過對發(fā)射信息的位數(shù)據(jù)進行編碼產生編碼位信號的編碼器；在多個猝發(fā)信號上插入一個輸出信號的插入電路；對插入的猝發(fā)信號調制的調制器；多個天線以及開關。無線電接收機包括多個天線；開關；對開關的輸出信號解調的解調器；在多個猝發(fā)信號上去插入一個解調信號的去插入電路；以及解碼電路，用于通過對由去插入電路去插入的每個猝發(fā)信號中的編碼位信號解碼產生估計發(fā)射信息的輸出信號。
文檔編號H04B7/08GK1140365SQ9610533
公開日1997年1月15日 申請日期1996年5月21日 優(yōu)先權日1995年5月24日
發(fā)明者鈴木三博 申請人:索尼公司