[发明专利]频率偏移量校正的方法和装置

说明书

发明的背景

I.发明领域

本发明涉及无线通讯。更具体地，本发明涉及应用相干检测的数字无线通讯系统。

II.有关技术和一般背景描述

1)扩展频谱和码分多址

扩展频谱通讯技术具有较强的压制噪声能力，允许使用低的发送功率，并且具有低截获的概率。由于这些原因，许多早期的扩展频谱技术发展是由军事研究人员研制完成的。然而目前，这种技术的优点已经导至它的消费用户应用的增加，特别是应用在先进的数字蜂窝电话系统。

而大多数其他通讯技术将一个或几个信号单独地调制到一个载波信号上。扩展频谱技术也将伪随机噪声或“伪噪声”(PN)信号调制到该载波上。在扩展频谱系统的跳频变量中，某一瞬间伪噪声(PN)信号值确定发送信号的频率，这样，信号的频谱被扩展了。在直接序列扩展频谱(DSSS)变量中，伪噪声(PN)信号的比特率(称为‘码片率’)应当选择比信息信号的比特率更高，这样当载波被两个信号调制时，就扩展了该频谱。

在一个信号通道支持多路立独信号的通讯系统必须应用某些技术使接收机能区别各种信号。在时分多址(TDMA)系统，独立信号按非交迭间隔发送，因此，这些信号在时间空间上是正交的(并因此是分离的)。在频分多址(FDMA)系统，信号受带宽限制，并按非交迭子通道发送，因此，这些信号在频率空间是正交的。在码分多址(CDMA)系统，通过由正交或非相关的编码序列调制来扩展信号，因此这些信号在编码空间是正交的或几乎是正交的，并且可以在相同的时间沿着相同的通道发送这些信号，而在接收机中可保留相互间的区别。在美国专利申请4,901,307中描述了一个示范CDMA系统，其标题是“利用卫星或陆基转发器的扩展频谱多址通讯系统”，授权日为1990年2月13日。该专利已转让给本发明的受让人。该专利的揭示内容并入一起供参考。

那末，在CDMA DSSS系统，每一个独立载波信号被一个数据信号和一个伪噪声(PN)信号调制，该伪噪声(PN)信号与分配给所有其他用户的伪噪声(PN)信号至少几乎是正交的。因而扩展了所发送信号的频谱，同时致使它能区别于其他用户的信号。在扩展和调制到载波之前，数据信号通常要经过各种设计好的编码和插入工作。例如，增加数据冗余以及允许在接收机中的错误校正。也可以对数据信号加密以提供额外安全，防止偷听者窃听。扩展频谱通讯系统中的CDMA信号的产生已在美国专利申请5,103,459中作了揭示。其标题是“在CDMA蜂窝电话系统中产生信号波形的系统和方法”，授权日为1992年4月7日。该专利已转让给本发明的受让人。这儿将该专利的揭示内容并入一起供参考。

2)相位调制

在DSSS电信系统中，基带信息信号通常被伪噪声(PN)序列扩展以达到1MHz或更宽的带宽。为了在一个无线电通道上发送扩展基带信号，必需将它调制在所需频率的射频(RF)载波上。

有各种将数字基带信号调制到射频(RF)载波上的方法。这些方法根据任一特殊瞬间所发送数据符号，典型地通过改变载波的同相(I)和正交相(Q)分量中的一个或两个分量的幅度，相位，和/或频率来实现。DSSS系统通常使用相移键控(PSK)或正交调幅(QAM)的一个变量。在相移键控(PSK)中，发送相应于数据符号的载波成分的相位状态。在正交调幅(QAM)中，载波成分的相位和幅度均被调制。

在一个用二进制PSK(BPSK)调制的示范系统中，从一个基本相位状态(定义为一个零相位)到相差180度的一个第二个相位状态(即一个偏离零相位π弧度的相移)的载波发送可以被指明为一个从数据符号0到数据符号1的发送。那末，将返回零相位π弧度的反向相移指明为一个从数据符号1到数据符号0的发送。在这些发送中，载波相位表示是否发送一个数据符号0(零相位)，还是发送一数据符号1(π弧度的相位)。通过使用正交PSK(QPSK)调制可获得一个数据率与带宽的改进比率。其中，把数据符号编码成两个I和Q分量均有180度的相移。在技术上均熟知这些变量和PSK调制的其他变量。

注意在PSK调制中，所有的相位状态仅在与基本相位状态相连时才有意义。如果未知该基准相位，那末仅能认别相位状态发送那些点，并不能确定符号的真实身份。例如，在上面所述的BPSK系统，π弧度的相移表明是一个0至1或者一个1至0的发送。除非知道基础相移状态和起始或结束时相位状态之间的关系，就不可能确定是指那一种发送。