專利名稱：Cdma通信方法和組擴(kuò)展調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CDMA(碼分多址〕通信方法和一種用于該方法的組擴(kuò)展調(diào)制器。這里參考引用了1996年6月19日提交的日本專利申請第158,503/1996號，于1997年2月13日提交的日本專利申請第029,445/1997號，和1997年3月27日提交的日本專利申請第075,751/1997號中的內(nèi)容。
通常，在CDMA通信系統(tǒng)中使用了具有相同長度的擴(kuò)展序列。當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)通過前向鏈路(從一個(gè)基站到一個(gè)移動站)通信時(shí)，那些擴(kuò)展序列是彼此正交的。這是因?yàn)樗械耐瑫r(shí)通信用戶在CDMA中共享同一個(gè)無線頻帶，所以必須使用戶間的干擾最小。
但是，應(yīng)用這種方法產(chǎn)生了一個(gè)問題，即傳輸速率對所有的同時(shí)通信用戶而言是相等的.例如，當(dāng)使用具有帶寬為1MHz左右的1024個(gè)碼片的周期時(shí)，傳輸速率在峰值上會達(dá)到9.6kbps。但傳輸速率通常根據(jù)傳輸類型而改變例如，雖然語音通信只需要大約8kbps，但圖像傳輸需要至少64kbps，而調(diào)制解調(diào)器數(shù)據(jù)傳輸需要28.8kbps。在這樣一種環(huán)境中，多個(gè)同時(shí)通信的用戶通常使用具有不同的彼此不正交的周期的擴(kuò)展序列進(jìn)行通信。這就產(chǎn)生了一個(gè)導(dǎo)致傳輸質(zhì)量下降的問題，即當(dāng)以不同的傳輸速率通過相同的無線頻帶進(jìn)行通信時(shí)，同時(shí)通信的用戶之間的干擾增加了。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種能夠產(chǎn)生并選擇實(shí)現(xiàn)無干擾的多速率CDMA通信的擴(kuò)展序列的CDMA通信方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種適于使用所產(chǎn)生的擴(kuò)展序列進(jìn)行擴(kuò)展調(diào)制的組擴(kuò)展調(diào)制器。
本發(fā)明的第一個(gè)方面是一種CDMA通信方法，該方法通過調(diào)制被發(fā)送的數(shù)據(jù)從而獲得一個(gè)窄帶調(diào)制信號，使用一個(gè)擴(kuò)展序列把窄帶調(diào)制信號擴(kuò)展調(diào)制成寬帶信號，并且發(fā)送該寬帶信號，該CDMA通信方法包括步驟根據(jù)預(yù)定的規(guī)則從一個(gè)維數(shù)較小的矩陣連續(xù)產(chǎn)生維數(shù)不斷增加的2N×2N個(gè)矩陣，其中N是一個(gè)大于零的整數(shù)，各矩陣均包含彼此正交的行向量；并且根據(jù)被發(fā)送數(shù)據(jù)的傳輸速率的峰值速率從其中一個(gè)矩陣的行向量中選擇一個(gè)向量作為擴(kuò)展序列。
本發(fā)明的第二個(gè)方面是一種CDMA通信方法，該方法通過調(diào)制被發(fā)送的數(shù)據(jù)從而獲得窄帶調(diào)制信號，使用擴(kuò)展序列把窄帶調(diào)制信號擴(kuò)展調(diào)制成寬帶信號，并且發(fā)送該寬帶信號，該CDMA通信方法包括步驟根據(jù)預(yù)定的規(guī)則從一個(gè)維數(shù)較小的矩陣連續(xù)產(chǎn)生維數(shù)不斷增加的2N-R×2N-R個(gè)矩陣，其中N和R是大于零的整數(shù)，各矩陣均包含彼此正交的行向量；并且從其中一個(gè)矩陣的行向量中選擇一個(gè)向量作為公共第一擴(kuò)展序列，或者從一組使用另一種產(chǎn)生方法產(chǎn)生的正交擴(kuò)展序列中選擇一個(gè)擴(kuò)展序列作為公共第一擴(kuò)展序列；根據(jù)預(yù)定的規(guī)則從一個(gè)維數(shù)較小的矩陣連續(xù)產(chǎn)生維數(shù)不斷增加的2R×2R個(gè)矩陣，各矩陣均包含彼此正交的行向量；并且選擇2R×2R個(gè)矩陣中的某個(gè)的各個(gè)行向量作為第二擴(kuò)展序列，該擴(kuò)展序列的速率是公共第一擴(kuò)展序列的速率的1/2N-R；并且通過把公共第一擴(kuò)展序列和各個(gè)第二擴(kuò)展序列與窄帶調(diào)制信號相乘實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展調(diào)制。
本發(fā)明的第三個(gè)方面是一個(gè)把多個(gè)窄帶信號擴(kuò)展成一個(gè)寬帶信號的組擴(kuò)展調(diào)制器，該組擴(kuò)展調(diào)制包括排列成N層層次結(jié)構(gòu)的多個(gè)基本調(diào)制器單元，其中N是大于一的整數(shù)，各個(gè)基本調(diào)制器均具有三個(gè)輸入和單獨(dú)一個(gè)輸出，三個(gè)輸入中的兩個(gè)被提供了調(diào)制信號，而另一個(gè)輸入被提供了一個(gè)用于擴(kuò)展的周期信號，該周期信號被兩個(gè)調(diào)制信號中的一個(gè)相乘，其中在N層層次結(jié)構(gòu)中，每當(dāng)層升高一級，層中基本調(diào)制器單元的數(shù)目被減半，使得2(N-1)個(gè)基本調(diào)制器單元被安排在第一層上，2(N-2)個(gè)基本調(diào)制器單元被安排在第二層上，2(N-3)個(gè)基本調(diào)制器單元被安排在第三層上，并且其中一個(gè)層次上的基本調(diào)制器單元的輸出是被作為調(diào)制信號輸入到緊接著的上面一層的基本調(diào)制器單元，并且使用了用于進(jìn)行擴(kuò)展的周期信號，每當(dāng)層升高一級時(shí)它們的周期減半，因而最高層次的基本調(diào)制器單元輸出是一個(gè)2N個(gè)擴(kuò)展調(diào)制信號的總和的信號。
根據(jù)下面結(jié)合附圖對實(shí)施例所進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其它目標(biāo)，效果，特性與優(yōu)點(diǎn)會更加清晰。


圖1是說明基于本發(fā)明的CDMA傳輸系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)送端的模塊圖；圖2是圖示基于本發(fā)明的擴(kuò)展序列產(chǎn)生規(guī)則的圖例；圖3是說明擴(kuò)展序列層次結(jié)構(gòu)的圖例；圖4是說明基于本發(fā)明的CDMA傳輸系統(tǒng)的一個(gè)接收端的模塊圖；圖5是說明一個(gè)基站和一個(gè)移動站的無線傳輸數(shù)據(jù)序列的圖例；圖6是說明在基于本發(fā)明的實(shí)施例中使用的基本調(diào)制器單元的電路圖；圖7是說明有關(guān)基于本發(fā)明的，擴(kuò)展2N個(gè)信道的數(shù)據(jù)的一個(gè)組擴(kuò)展調(diào)制器的實(shí)施例1的模塊圖；圖8是說明被輸入到相應(yīng)層次的基本調(diào)制器單元的擴(kuò)展信號的波形圖；圖9是說明有關(guān)基于本發(fā)明的，擴(kuò)展具有不同傳輸速率的信道的數(shù)據(jù)的一個(gè)組擴(kuò)展調(diào)制器的實(shí)施例2的模塊圖；圖10是說明有關(guān)基于本發(fā)明的，擴(kuò)展2N個(gè)信道的數(shù)據(jù)的一個(gè)組擴(kuò)展調(diào)制器的實(shí)施例3的模塊圖；圖11是說明基于本發(fā)明的CDMA傳輸系統(tǒng)的另一個(gè)發(fā)送端的模塊圖；圖12是說明基于本發(fā)明的另一個(gè)擴(kuò)展序列產(chǎn)生規(guī)則的圖例；圖13是說明低速率擴(kuò)展編碼序列之間的時(shí)間關(guān)系的圖例。
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明。實(shí)施例1圖1是說明一個(gè)發(fā)送端的模塊圖，而圖2和3是圖示基于本發(fā)明的擴(kuò)展序列產(chǎn)生和排列規(guī)則的模式圖。如圖1所示，用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)均被數(shù)據(jù)調(diào)制器1調(diào)制成窄帶調(diào)制信號。利用由短周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器2以下述方式選擇的短周期擴(kuò)展序列，窄帶調(diào)制信號均被擴(kuò)展調(diào)制成寬帶信號，然后被加法器3相加，并接著利用一個(gè)長周期擴(kuò)展序列被加以擴(kuò)展，從而作為一個(gè)寬帶擴(kuò)展信號被輸出。這里，由一個(gè)長周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器4產(chǎn)生具有大于短周期擴(kuò)展序列的周期的長周期擴(kuò)展序列?？刂破?控制數(shù)據(jù)調(diào)制器1，短周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器2和長周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器4。
擴(kuò)展序列是根據(jù)圖2所示的預(yù)定規(guī)則來產(chǎn)生的。在圖2中，矩陣C2包括C2(1)＝(1，1)和C2(2)＝(1，0)。在圖2中，C2(1)和C2(2)表示C2(1)＝(0，0)和C2(2)＝(0，1)，其中1和0分別替換C2(1)和C2(2)中0和1。在這種方式下，如圖2所示C2n被定義。在該例子中產(chǎn)生的矩陣的行向量成為Walsh函數(shù)。
在圖3中以多層結(jié)構(gòu)的形式對上述C2n進(jìn)行了描述。符號C的下標(biāo)表示矩陣的維數(shù)。所示的一個(gè)例子中最大維數(shù)是64。這表明短周期擴(kuò)展序列的周期是64個(gè)碼片。在最低層的峰值傳輸速率上，64個(gè)行向量{C64(1)，...，C64(64)}中的一個(gè)被指定為擴(kuò)展序列。假定最低層的峰值傳輸速率是9.6kbps。而在其雙倍速率上，則選擇32個(gè)行向量{C32(1)，...，C32(32)}中的一個(gè)。如果峰值速率是2Q倍，則把26-Q個(gè)行向量{C26-Q(1)，...，C26-Q(26-Q)}中的一個(gè)指定為擴(kuò)展序列。在圖3的最右邊給出了對應(yīng)于各層的值Q。
例如，假定Q＝2并且使用C16(1)序列。比C16(1)序列的等級(rank)更低的行向量(以下被稱作序列){C32(1)，C32(2)}和{C64(1)，C64(2)，C64(3)，C64(4)}包含C16(1)序列或其反置序列C16(1)，其中標(biāo)志“-”表示反置。這樣，如果已經(jīng)使用比C16(1)序列等級更低的序列{C32(1)，C32(2)}或{C64(1)，C64(2)，C64(3)，C64(4)}，則不能把C16(1)指定成以峰值速率為最低傳輸速率的22倍的速率進(jìn)行傳輸?shù)臄U(kuò)展序列。換而言之，針對不同的峰值傳輸速率選擇并使用擴(kuò)展序列是以這樣的方式來進(jìn)行的，即不使用從被選擇的序列產(chǎn)生的、等級更低并且與之相對應(yīng)的序列。由此，從擴(kuò)展序列的產(chǎn)生規(guī)則可以看出，可以使所有同時(shí)通信的用戶的擴(kuò)展序列在所有的傳輸速率上正交。
圖4是說明接收端的模塊圖。使用一個(gè)由長周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器11選擇的長周期擴(kuò)展序列對所接收的信號進(jìn)行解擴(kuò)展，再使用一個(gè)由短周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器12選擇的短周期擴(kuò)展序列進(jìn)行解擴(kuò)展，接著通過一個(gè)累積與轉(zhuǎn)儲濾波器(integration and dump filter)13，最后由數(shù)據(jù)判定電路14進(jìn)行數(shù)據(jù)判定從而把信號當(dāng)作接收數(shù)據(jù)加以輸出?？刂破?5為長周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器11和短周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器12提供選擇擴(kuò)展序列所需的數(shù)據(jù)，為一個(gè)頻率劃分器16提供時(shí)鐘產(chǎn)生器17的輸出，并且為累積與轉(zhuǎn)儲濾波器13提供累積與轉(zhuǎn)儲定時(shí)。
現(xiàn)在在某種情況下描述接收端的解擴(kuò)展方法，在這種情況下，從最大維數(shù)為2N×2N的矩陣的2Q個(gè)行向量中，選擇針對峰值為最低峰值速率的2Q倍的數(shù)據(jù)傳輸速率的擴(kuò)展序列，而2Q個(gè)行向量是根據(jù)2N-Q×2N-Q矩陣中的一個(gè)行向量而產(chǎn)生的。
更具體地，這里舉一個(gè)例子來解釋接收端的解擴(kuò)展方法，在該例子中，峰值數(shù)據(jù)傳輸速率是最低峰值速率的2Q＝4倍(Q＝2)。在這種情況下，發(fā)送端不使用C16(1)，而是從最大維數(shù)矩陣的序列{C64(1)，C64(2)，C64(3)，C64(4)}中選擇C64(2)，其中序列{C64(1)，C64(2)，C64(3)，C64(4)}包含作為其子序列的序列C16(1)。相應(yīng)地，盡管序列的周期為64個(gè)碼片，但是被發(fā)送數(shù)據(jù)的每一位的碼片數(shù)是16。在這種情況下，{C64(1)，C64(2)，C64(3)，C64(4)}中沒有任何一個(gè)可被用于其它的用戶。接收端使用擴(kuò)展序列C64(2)進(jìn)行解擴(kuò)展，并且在每個(gè)16碼片的間隔上對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行判定。由于序列C64(2)包含以規(guī)則的順序按16個(gè)碼片的間隔排列的序列C16(1)及其反置序列C26(1)，所以能夠正確地判定所發(fā)送的數(shù)據(jù)。這樣就能夠在任意期望的傳輸速率上處理擴(kuò)展序列，即使是針對最低傳輸速率的擴(kuò)展序列也是這樣。但是在選擇擴(kuò)展序列時(shí)，禁止其它用戶使用最低層次擴(kuò)展序列{C64}中的任何一個(gè)，該序列屬于沿圖3的編碼樹結(jié)構(gòu)從C64(2)向第二層(Q＝2)上溯所到達(dá)的序列。
下面描述在進(jìn)行CDMA通信期間，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率下降到低于最低峰值速率的2Q倍時(shí)根據(jù)傳輸速率產(chǎn)生傳輸時(shí)間中的空白區(qū)的方法。作為該方法的一個(gè)例子，圖5圖示了一個(gè)基站和一個(gè)移動站的無線發(fā)送數(shù)據(jù)序列。所發(fā)送的數(shù)據(jù)在每個(gè)固定的間隔(一幀的時(shí)間)上被加以劃分，而且不管當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸速率如何，該數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成具有與數(shù)據(jù)傳輸速率的峰值對應(yīng)的速率R位/秒的幀數(shù)據(jù)并被擴(kuò)展序列相乘(即被擴(kuò)展)。這里，R等于最低峰值速率的2Q倍，其中Q是任何等于或小于N的整數(shù)。因此，在當(dāng)前傳輸速率等于RXC時(shí)，幀中的發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)量變?yōu)樵趥鬏斔俾实扔诜逯邓俾蕰r(shí)的C倍，其中C等于或小于一。這樣，C被稱為傳輸時(shí)間比。以這種方式調(diào)整傳輸時(shí)間比，使得無線傳輸速率保持常量(具有峰值速率R)成為可能，即使是在通信期間數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)生改變也是如此。
現(xiàn)在參照圖3描述在Q＝2的情況下指定擴(kuò)展序列的方法。考慮數(shù)據(jù)傳輸速率的峰值是最低峰值的2Q＝4倍的情況，假定指定擴(kuò)展序列C16(1)。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率在通信過程中改變時(shí)，在不改變擴(kuò)展序列的情況下在接收端以每16個(gè)碼片的間隔對發(fā)送加以劃分。這樣，一旦確定出數(shù)據(jù)傳輸速率的峰值，則不管在通信過程中數(shù)據(jù)傳輸速率是否改變，均要連續(xù)使用相同的擴(kuò)展序列，在這種情況下傳輸時(shí)間比可以接近于零。
對于這種情況，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率下降時(shí)可以針對該情況重新指定較低層次的擴(kuò)展序列。如果數(shù)據(jù)傳輸速率下降到從最低峰值速率的2P-1倍到2P倍的范圍內(nèi)，則傳輸時(shí)間比C至少為50％，其中P是任何等于或小于Q的整數(shù)。下面描述在Q＝2時(shí)指定擴(kuò)展序列的方法。假定最初指定的是圖3所示的序列C16(1)。當(dāng)傳輸速率在通信過程中下降到低于峰值的1/2時(shí)，則重新指定擴(kuò)展序列{C32(1)，C32(2)}中的屬于C16(1)層之后的層次的一個(gè)序列。如果傳輸速率下降到低于1/4，則重新指定擴(kuò)展序列{C64(1)，C64(2)，C64(3)，C64(4)}中的屬于一個(gè)更低層次的一個(gè)序列。
另一方面，當(dāng)指定擴(kuò)展序列時(shí)，開始是指定最低層次中的擴(kuò)展序列{C64(1)，C64(2)，C64(3)，C64(4)}中的一個(gè)序列。在這種情況下，即使是傳輸速率在通信過程中發(fā)生了改變，但如果沒有下降到低于峰值(對應(yīng)于Q＝2)的1/2的程度，擴(kuò)展序列仍會保持不變，并且通過調(diào)整傳輸時(shí)間比，產(chǎn)生傳輸時(shí)間中的空白區(qū)來繼續(xù)進(jìn)行傳輸。當(dāng)使用該序列對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解擴(kuò)展時(shí)，接收端以這樣的方式改變發(fā)送數(shù)據(jù)的判定周期，即在傳輸速率下降到低于峰值的1/2時(shí)在每個(gè)32碼片的間隔上判定所發(fā)送的數(shù)據(jù)，而在傳輸速率下降到低于峰值的1/4時(shí)在每個(gè)64碼片的間隔上判定所發(fā)送的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在描述一個(gè)組擴(kuò)展調(diào)制器的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與上述具有樹形結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展編碼產(chǎn)生方法之間存在著一一對應(yīng)關(guān)系。
圖6說明了一個(gè)具有三個(gè)輸入和單獨(dú)一個(gè)輸出的作為組擴(kuò)展調(diào)制器的基本部件的基本調(diào)制器單元。在圖6中，基本調(diào)制器單元使其兩個(gè)輸入終端61和62輸入調(diào)制信號，并且使其輸入終端63輸入擴(kuò)展信號，其中乘法器65把兩個(gè)調(diào)制信號中的一個(gè)(即被饋送給終端62的信號)與擴(kuò)展信號相乘。加法器64把饋送給終端61的調(diào)制信號加到乘法器65的輸出上，并且從一個(gè)輸出終端66輸出所得到的累加和。
圖7說明了由如圖6所示的按層次相連的N層基本調(diào)制器單元構(gòu)成的組擴(kuò)展調(diào)制器。在圖7的結(jié)構(gòu)中，信道的數(shù)量是二的N次冪。
圖7所示的組調(diào)制器的第一層包含2(N-1)個(gè)單元，并且每當(dāng)層次升高一級，層中單元的數(shù)量被減半。被輸入到相應(yīng)層次的擴(kuò)展矩形信號是周期性的方波信號，其頻率則每上升一個(gè)層次便會倍增一次，例如第一層的頻率是時(shí)鐘頻率fc的1/2N，而第二層的頻率是fc/2(N-1)，其中時(shí)鐘頻率fc等于碼片速率。輸入到最高層次(第N層)的擴(kuò)展信號的頻率是fc/2。圖8圖示了各層次的周期矩形信號之間的關(guān)系。
在所有信道的數(shù)據(jù)速率相等時(shí)圖7的結(jié)構(gòu)可以完成調(diào)制。在這種情況下，擴(kuò)展序列的速率(碼片速率fc)與窄帶調(diào)制信號的調(diào)制速率(符號速率)的比值為2N。例如，當(dāng)碼片速率fc＝4.096Mcps并且N＝6時(shí)，符號速率變成4.096Mcps/64＝64k符號/秒，并且信道數(shù)量為2N＝64個(gè)信道。實(shí)施例2圖9說明了一個(gè)調(diào)制器的結(jié)構(gòu)，該調(diào)制器可以利用圖3所示的樹形結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展序列實(shí)現(xiàn)多速率調(diào)制。
除了圖7所示的結(jié)構(gòu)之外，圖9所示的調(diào)制器還具有一種能夠把窄帶調(diào)制信號直接輸入到上面各層的輸入終端的結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)，基本調(diào)制器單元的兩個(gè)輸入均被提供了一個(gè)交換輸入的開關(guān)。例如，具有兩倍于符號速率的信道的調(diào)制信號可以被直接輸入到第二層上包含該信道的單元的兩個(gè)輸入端中的一個(gè)上。類似地，具有四倍于符號速率的信道的調(diào)制信號可以被直接輸入到第三層上的單元的兩個(gè)輸入終端中的一個(gè)上，其中上述兩個(gè)輸入終端中的一個(gè)包含該信道，而具有2P倍于符號速率的信道的調(diào)制信號可以被直接輸入到第(p+1)層上的單元的兩個(gè)輸入終端中的一個(gè)上，其中兩個(gè)輸入終端中的一個(gè)包含該信道。
該調(diào)制方法與圖3所示的樹形結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展編碼序列產(chǎn)生規(guī)則具有嚴(yán)格的一一對應(yīng)關(guān)系。實(shí)施例3圖10說明了一個(gè)使用與圖7相比數(shù)量較少的基本調(diào)制器單元所構(gòu)成的組調(diào)制器。在圖10中，基本調(diào)制器單元在R個(gè)層次上按層次結(jié)構(gòu)相連，其中R小于N，并且最高層次的單元的輸出與一個(gè)具有2(N-R)個(gè)碼片間隔周期的正交編碼序列相乘，從而構(gòu)成一個(gè)組調(diào)制器單元。在最終的層次上，2(N-R)個(gè)組調(diào)制器單元的輸出被累加到一起。圖10所示的結(jié)構(gòu)是當(dāng)N＝6且R＝3時(shí)出現(xiàn)的情況。
在圖10所示的結(jié)構(gòu)中，單元在R個(gè)層次中(R＜N)而不是圖7的N個(gè)層次中按層次結(jié)構(gòu)相連，乘法器103把最高層的單元的輸出與具有2(N-R)個(gè)碼碼片間隔的一個(gè)正交擴(kuò)展編碼序列相乘?？偣彩褂昧?(N-R)個(gè)這樣構(gòu)成的組調(diào)制器單元102以便通過加法器101累加其輸出，從而產(chǎn)生一個(gè)通過對2N個(gè)信道進(jìn)行擴(kuò)展調(diào)制而獲得的擴(kuò)展信號。
通過這種把多個(gè)組調(diào)制器單元102與數(shù)量較少的信道并行相連的結(jié)構(gòu)可以擴(kuò)充成具有數(shù)量較多的信道的組擴(kuò)展調(diào)制器。
而且，可以把圖10所示的結(jié)構(gòu)改進(jìn)成一個(gè)能夠進(jìn)行與圖3所示的樹形結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的多速率調(diào)制的調(diào)制器。為此，有必要為較高層次上的各個(gè)基本調(diào)制器單元提供一個(gè)開關(guān)，使得能夠把窄帶信號直接輸入到其自身的如圖9所示的輸入終端上。這樣就可以構(gòu)造一個(gè)能夠使用樹形結(jié)構(gòu)中的對應(yīng)于多速率的擴(kuò)展編碼進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制器。實(shí)施例4圖11說明了有關(guān)對應(yīng)于圖10中破折線所包括的部分的一個(gè)2R信道組調(diào)制器的另一種結(jié)構(gòu)。在圖11中，2R個(gè)信道的用戶數(shù)據(jù)均被輸入到一個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)制器112以便獲得窄帶調(diào)制信號。從數(shù)據(jù)調(diào)制器112輸出的2R個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)制信號被乘法器116用從一個(gè)低速率正交周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器114饋送的擴(kuò)展序列相乘，并且被一個(gè)加法器117加以混合。接著，加法器117的輸出與一個(gè)具有如圖10所示的2(N-R)個(gè)碼碼片間隔周期的正交擴(kuò)展編碼序列相乘。下面描述與調(diào)制信號輸出相乘的擴(kuò)展序列。
圖11所示的擴(kuò)展調(diào)制通過兩個(gè)步驟完成正交編碼的乘法操作。第一步，乘上由一個(gè)低速率正交周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器114產(chǎn)生的擴(kuò)展編碼，該擴(kuò)展編碼構(gòu)成速率為擴(kuò)展碼片速率的1/2(N-R)的Walsh函數(shù)。
下面參照圖12和13描述由低速率正交周期擴(kuò)展序列產(chǎn)生器114產(chǎn)生的擴(kuò)展序列。
在圖12中，矩陣D1＝1，并且兩個(gè)相鄰的矩陣具有如該圖所示的關(guān)系。低速率正交周期擴(kuò)展序列是從與圖12中的等式有關(guān)的矩陣的行向量中產(chǎn)生出來的。
圖13說明了有關(guān)行向量和擴(kuò)展序列之間的時(shí)間關(guān)系的一個(gè)例子，其中N＝6并且R＝3。如圖所示，低速率正交周期擴(kuò)展序列是眾所周知的Walsh函數(shù)。
第二步，乘上由產(chǎn)生器115產(chǎn)生的具有2(N-R)個(gè)碼碼片間隔周期的正交擴(kuò)展編碼序列。通過以前面圖2和3所示的方式從較低維數(shù)的矩陣連續(xù)產(chǎn)生較高維數(shù)的矩陣，并且選定矩陣中的行向量中的一個(gè)向量，可以獲得上述正交擴(kuò)展編碼序列。也可以使用一組正交序列(例如，正交Gold序列)的部件中的一個(gè)。這樣，便可以獲得用于擴(kuò)展調(diào)制的擴(kuò)展序列。
顯然，通過低速率正交周期信號產(chǎn)生而獲得的擴(kuò)展序列具有如圖3所示的層次結(jié)構(gòu)。當(dāng)該層次結(jié)構(gòu)中的較低層次上的對應(yīng)擴(kuò)展編碼序列已經(jīng)被指定給一個(gè)用戶，并且不能使用產(chǎn)生對應(yīng)擴(kuò)展編碼序列的層次的擴(kuò)展序列的時(shí)候也是如此。
另外，也可以使低速率正交周期信號產(chǎn)生操作以這樣的方式進(jìn)行控制，即象圖5中所示的那樣在不改變擴(kuò)展序列的情況下在傳輸時(shí)間中產(chǎn)生空白，即使數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畹头逯邓俾拾l(fā)生改變也是如此。
而且，也可以讓低速率正交周期信號產(chǎn)生操作進(jìn)行控制，使得在數(shù)據(jù)傳輸速率下降50％或更多時(shí)重新指定擴(kuò)展序列。
利用圖6-10所示的組調(diào)制器可以實(shí)現(xiàn)如圖11-13所示的擴(kuò)展調(diào)制。
這里針對不同的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，通過前面的描述本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不偏離本發(fā)明的前提下可以在更多的方面對本發(fā)明加以修改和改進(jìn)，并且本發(fā)明在所附的權(quán)利要求書中把所有這樣的修改和改進(jìn)覆蓋在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CDMA通信方法，該方法通過調(diào)制被發(fā)送的數(shù)據(jù)得到一個(gè)窄帶調(diào)制信號，使用一個(gè)擴(kuò)展序列把窄帶調(diào)制信號擴(kuò)展調(diào)制成寬帶信號，并且發(fā)送該寬帶信號，該方法包括步驟根據(jù)預(yù)定的規(guī)則從一個(gè)維數(shù)較小的矩陣連續(xù)產(chǎn)生維數(shù)不斷增加的2N×2N矩陣，其中N是一個(gè)大于零的整數(shù)，各上述矩陣均包含彼此正交的行向量；并且根據(jù)上述發(fā)送數(shù)據(jù)的傳輸速率的峰值速率從其中一個(gè)上述矩陣的上述行向量中選擇一個(gè)向量作為擴(kuò)展序列。
2.如權(quán)利要求1所述的CDMA通信方法，其中上述選擇步驟包括的子步驟有把發(fā)送數(shù)據(jù)的傳輸速率的峰值劃分成多個(gè)等級；當(dāng)以最低峰值速率發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，挑選最大維數(shù)為2N×2N的矩陣中的行向量中的一個(gè)向量，其中N是大于一的整數(shù)，上述行向量具有長度為2N個(gè)碼碼片間隔的周期；并且當(dāng)以2Q倍于最低峰值速率的峰值速率發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，選擇一個(gè)2N-Q×2N-Q矩陣中的行向量中的一個(gè)向量，其中Q是等于或小于N的整數(shù)，上述行向量具有長度為2N-Q個(gè)碼碼片間隔的周期。
3.如權(quán)利要求2所述的CDMA通信方法，其中選擇子步驟在選擇2k×2k矩陣中的行向量作為擴(kuò)展序列時(shí)進(jìn)行選擇操作，使得在某種情況下不會選擇某一個(gè)行向量，這種情況是指該行向量或其反置向量被作為一個(gè)子向量包含在2j×2j矩陣的任一行向量中并且上述2j×2j矩陣包含至少一個(gè)已被指定成擴(kuò)展序列的行向量，其中k是小于N的整數(shù)，j是大于k的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的CDMA通信方法，其中選擇步驟在峰值數(shù)據(jù)傳輸速率是最低峰值速率的2Q倍時(shí)，選擇最大維數(shù)為2N×2N的矩陣中2Q個(gè)行向量中的一個(gè)向量作為擴(kuò)展序列，上述2Q個(gè)行向量是從2N-Q×2N-Q矩陣中的一個(gè)行向量產(chǎn)生出來的。
5.如權(quán)利要求2或4所述的CDMA通信方法，其中還包括當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率在通信過程中下降到低于最低降值速率的2Q倍時(shí)根據(jù)傳輸速率在傳輸時(shí)間中產(chǎn)生空白的步驟。
6.如權(quán)利要求2或4所述的CDMA通信方法，其中還包括當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率在通信過程中下降到從最低降值速率的2P-1倍到2P倍的范圍內(nèi)時(shí)重新指定最新選擇的擴(kuò)展序列的步驟，其中P是等于或小于Q的整數(shù)。
7.如權(quán)利要求2或4所述的CDMA通信方法，其中還包括當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率在通信過程中下降到從最低峰值速率的2P-1倍到2P倍的范圍內(nèi)時(shí)根據(jù)傳輸速率在傳輸時(shí)間中產(chǎn)生空白的步驟，其中P是等于或小于Q的整數(shù)。
8.一種CDMA通信方法，該方法通過調(diào)制被發(fā)送的數(shù)據(jù)得到一個(gè)窄帶調(diào)制信號，使用擴(kuò)展序列把窄帶調(diào)制信號擴(kuò)展調(diào)制成寬帶信號，并且發(fā)送該寬帶信號，該方法包括的步驟有根據(jù)預(yù)定的規(guī)則從一個(gè)維數(shù)較小的矩陣連續(xù)產(chǎn)生維數(shù)不斷增加的2N-R×2N-R矩陣，其中N和R是大于零的整數(shù)，各上述矩陣均包含彼此正交的行向量；并且從一個(gè)上述矩陣的上述行向量中選擇一個(gè)向量作為公共第一擴(kuò)展序列，或者從一組使用另一種產(chǎn)生方法產(chǎn)生的正交擴(kuò)展序列中選擇一個(gè)擴(kuò)展序列作為公共第一擴(kuò)展序列；根據(jù)預(yù)定的規(guī)則從一個(gè)維數(shù)較小的矩陣連續(xù)產(chǎn)生維數(shù)不斷增加的2R×2R矩陣，各上述矩陣均包含彼此正交的行向量；并且選擇一個(gè)2R×2R矩陣中的各個(gè)行向量作為第二擴(kuò)展序列，該擴(kuò)展序列的速率是上述公共第一擴(kuò)展序列的速率的1/2N-R；并且通過把上述公共第一擴(kuò)展序列和各個(gè)上述第二擴(kuò)展序列與窄帶調(diào)制信號相乘來進(jìn)行擴(kuò)展調(diào)制。
9.如權(quán)利要求8所述的CDMA通信方法，其中上述選擇上述擴(kuò)展序列的步驟包括子步驟把發(fā)送數(shù)據(jù)的傳輸速率的峰值劃分成多個(gè)等級；當(dāng)以最低峰值速率發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，挑選最大維數(shù)為2R×2R的矩陣中的行向量中的一個(gè)向量，其中R是大于一的整數(shù)，上述行向量具有長度為2R個(gè)碼碼片間隔的周期(譯者補(bǔ))；并且當(dāng)以2Q倍于最低降值速率的峰值速率發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，選擇一個(gè)2R-Q×2R-Q矩陣中的行向量中的一個(gè)向量作為第二擴(kuò)展序列，其中Q是等于或小于R的整數(shù)。
10.如權(quán)利要求9所述的CDMA通信方法，其中上述選擇第二擴(kuò)展序列的子步驟在選擇2k×2k矩陣中的行向量作為擴(kuò)展序列時(shí)進(jìn)行選擇操作，使得在某種情況下不會選擇某一個(gè)行向量，這種情況是指該行向量或其反置向量被作為一個(gè)子向量包含在2j×2j矩陣的任一行向量中并且上述2j×2j矩陣包含至少一個(gè)已被指定成第二擴(kuò)展序列的行向量，其中k是小于R的整數(shù)，j是大于k的整數(shù)。
11.如權(quán)利要求8所述的CDMA通信方法，其中上述選擇步驟在峰值數(shù)據(jù)傳輸速率是最低峰值速率的2Q倍時(shí)，選擇最大維數(shù)為2R×2R的矩陣中2Q個(gè)行向量中的一個(gè)向量作為擴(kuò)展序列，其中Q是等于或小于R的整數(shù)，上述2Q個(gè)行向量是從2R-Q×2R-Q矩陣中的一個(gè)行向量產(chǎn)生出來的。
12.如權(quán)利要求9或11所述的CDMA通信方法，其中還包括當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率在通信過程中下降到低于最低峰值速率的2Q倍時(shí)根據(jù)傳輸速率在傳輸時(shí)間中產(chǎn)生空白的步驟。
13.如權(quán)利要求9或11所述的CDMA通信方法，其中還包括當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率在通信過程中下降到從最低峰值速率的2P-1倍到2P倍的范圍內(nèi)時(shí)重新指定最新選擇的第二擴(kuò)展序列的步驟，其中P是等于或小于Q的整數(shù)。
14.如權(quán)利要求9或11所述的CDMA通信方法，其中還包括當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率在通信過程中下降到從最低峰值速率的2P-1倍到2P倍的范圍內(nèi)時(shí)根據(jù)傳輸速率在傳輸時(shí)間中產(chǎn)生空白的步驟，其中P是等于或小于Q的整數(shù)。
15.如權(quán)利要求1-14中任何一個(gè)所述的CDMA通信方法，其中擴(kuò)展信號還被一個(gè)擴(kuò)展序列相乘，該擴(kuò)展序列的周期比用于產(chǎn)生上述擴(kuò)展信號的擴(kuò)展序列的周期要長。
16.如權(quán)利要求4或11所述的CDMA通信方法，其中在接收端還包括的步驟有接收已使用所選擇的擴(kuò)展序列加以擴(kuò)展的發(fā)送信號；解擴(kuò)展所接收的發(fā)送信號；并且以2N-Q個(gè)碼片或2R-Q個(gè)碼片的間隔從解擴(kuò)展的信號中判定出所發(fā)送的數(shù)據(jù)。
17.一個(gè)發(fā)送器，該發(fā)送器包括一個(gè)使用如權(quán)利要求1-15中任何一個(gè)所述的CDMA通信方法產(chǎn)生擴(kuò)展發(fā)送數(shù)據(jù)的調(diào)制器。
18.一個(gè)接收器，該接收器包括一個(gè)使用如權(quán)利要求16所述的CDMA通信方法恢復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)的解擴(kuò)展器和解調(diào)器。
19.一個(gè)把多個(gè)窄帶信號擴(kuò)展成一個(gè)寬帶信號的組擴(kuò)展調(diào)制器，上述組擴(kuò)展調(diào)制器包括排列成N層層次結(jié)構(gòu)的多重基本調(diào)制器單元，其中N是大于一的整數(shù)，各個(gè)上述基本調(diào)制器均具有三個(gè)輸入和單獨(dú)一個(gè)輸出，三個(gè)輸入中的兩個(gè)被提供了調(diào)制信號，而另一個(gè)輸入被提供了一個(gè)用于擴(kuò)展的周期信號，該周期信號被兩個(gè)調(diào)制信號中的一個(gè)相乘，其中在N層層次結(jié)構(gòu)中，每當(dāng)層升高一級，層中上述基本調(diào)制器單元的數(shù)目就被減半，使得2(N-1)個(gè)上述基本調(diào)制器單元被安排在第一層上，2(N-2)個(gè)上述基本調(diào)制器單元被安排在第二層上，2(N-3)個(gè)上述基本調(diào)制器單元被安排在第三層上，并且其中一個(gè)層次上的基本調(diào)制器單元的輸出被作為調(diào)制信號輸入到緊接著的上面一層的基本調(diào)制器單元，并且使用了用于進(jìn)行擴(kuò)展的周期信號，每當(dāng)層升高一級時(shí)它們的周期減半，因而最高層次的基本調(diào)制器單元輸出一個(gè)是2N個(gè)調(diào)制信號的總和的信號。
20.如權(quán)利要求19所述的組擴(kuò)展調(diào)制器，其中上述在一個(gè)較高層次上的基本調(diào)制器單元包含一個(gè)直接接受窄帶調(diào)制信號的輸入終端。
21.如權(quán)利要求19或20所述的組擴(kuò)展調(diào)制器，其中上述基本調(diào)制器單元被排列在多個(gè)R層而不是N層的層次結(jié)構(gòu)上，其中R是小于N的整數(shù)，并且上述組擴(kuò)展調(diào)制器包括2(N-R)個(gè)組調(diào)制器單元，每個(gè)單元均包括一個(gè)把各R層層次結(jié)構(gòu)的最高層次基本調(diào)制器單元的輸出與一個(gè)具有2(N-R)個(gè)碼碼片間隔的周期的正交編碼序列相乘的乘法器；和一個(gè)將上述2(N-R)個(gè)組調(diào)制器單元的輸出相加的加法器。
全文摘要
一種能夠使用一個(gè)擴(kuò)展序列為多速率用戶提供高質(zhì)量傳輸?shù)腃DMA通信方法,上述擴(kuò)展序列是從包含按照層次樹形結(jié)構(gòu)排列的多層序列的序列中選擇出來的。一個(gè)較高等級的序列及其反置序列被包含在其較低等級的序列之中,并且選擇一個(gè)來自較高等級的序列發(fā)送較高速率的數(shù)據(jù)。但是在其較低層次序列中的任何一個(gè)已被使用的情況下不能選擇該較高等級的序列。這樣就可以使同時(shí)通信的多速率用戶的所有擴(kuò)展序列在任何傳輸速率上都是正交的。
文檔編號H04B7/26GK1171675SQ9711277
公開日1998年1月28日 申請日期1997年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月19日
發(fā)明者安達(dá)文幸 申請人:Ntt移動通信網(wǎng)株式會社