[发明专利]可变速率传输方法

说明书

本申请是中国专利申请96190221.3的分案申请。

本发明涉及移动通信系统中的码分多址(CDMA)，特别涉及可变速率传输方法和使用该方法的发射机和接收机，它们通过以固定传输速率发送包含在固定长度的帧中的数据来实现视在(apparent)可变速率传输。

在CDMA移动通信中，来自话音编译码器的输出数据(发送数据)先进行初次调制，然后利用伪随机序列(扩展码序列)进行二次调制，被扩展为宽带信号并发送。扩展码序列的比特率称为“片速率”，而且比该传输速率快几十到几百倍。通常，初次调制使用二进制或正交相移键控，而二次调制使用二进制相移键控。

对于话音通信的考虑是发送话音信号信息量不是固定的，而是可随时间变化的。据此，借助于将发送的数据分为固定持续时间的帧并在每帧中发送可变比特长度的数据，可改变传输速率，因而实现在每帧周期中信息的有效传输。这可避免无用传输，从而节约发射机的功耗。

下文叙述的方法是用于在CDMA系统中发送不同传输速率的数据。一方面，对于传输速率低于帧传输速率的数据使用发送帧的一部分发送(例如见R..Padovani的“基于蜂窝系统的IS-95的反向链路性能”，IEEE个人通信，第一卷第28-34页，1994年第三季度)。另一方面，对于传输速率高于帧传输速率的数据划分为多个传输信道，并且使用被发送的不同扩展码来扩展所划分的数据。

可是，在这种方法中，需要向接收侧提供传输速率信息。作为替代，当未提供传输速率信息时，必须预定可采用的传输速率值，以便对于所有传输速率执行接收数据的检错，并且输出具有差错未被检测时的传输速率的接收数据作为正确数据。

在这种情况下，如果在传输速率信息的发送期间出现差错，不能确定接收帧的有效长度，这使接收侧正确地恢复发送的数据成为困难，甚至在数据传输期间未出现差错的时候。

为此，常规的数据传输方法在通信期间改变传输速率以实现可变速率传输是困难的。另外，当以比最大传输速率低得多的速率发送该数据时，因为这些帧中的空位而出现突发传输，在此期间不能进行数据传输。这种突发传输存在一个问题，亦即它产生EAI(电磁干扰)。

发送数据的FEC(前向纠错)一般用于改善移动通信环境中发送期间可能出现很多差错的情况下的传输质量。在这种情况下，发送侧发送所发送的数据(包括传输速率信息)，该数据已进行纠错编码，而接收侧进行纠错解码，接着提取传输速率信息以决定在每个接收帧中的有效数据长度。因此，直到纠错解码结束为止才能得到该传输速率信息。于是，在决定被解码的数据长度之前进行解码，因此不能完全取得纠错效果。

另一方面，在发送数据中存在一些数据是在它们被恶化时可强烈地降低接收数据的质量。例如，控制数据要求传输质量比话音数据的高些。另外，根据话音编码方法，话音数据还包括一些可能严重地降低质量的数据和不降低质量的数据。换句话说，该发送的数据包括各种重要程度的数据。

由此看来，一种发送方法适合于TDMA(时分多址)，它根据发送数据的重要程度使用不同校正能力的纠错码(例如，参见无线电系统研究与开发中心的“个人数字蜂窝通信系统RCA标准，RCA STD-27”)。但是，这个方法缺少发送不同传输速率的不同数据的灵活性。

如上所述，高速数据被划分并使用不同的扩展码扩展为多个信号，而且扩展的信号被组合发送。为了在接收侧使用相干检测解调这样的信号，发送侧必须周期地将引导码元插入发送的数据中(例如，参见1989年1月日本B-II电子、信息与通信工程师协会会刊J72-B-II卷第7-15页S.Sampei的文章“在陆地移动通信中16器AM的衰落补偿”，或者其修改版本、1993年5月IEEE车辆技术会刊42卷第二期S.Sampei等人的文章“在陆地移动无线电通信中器AM的瑞利衰落补偿”)。当该方法应用于以多个扩展码扩展的信号时，该方法使其必须对多个传输信道发送相同的引导码元。但是，各个信道经受相同的衰落，因此它不必通过多条信道发送该引导码元。由于多个用户共用CDMA中的相同频带，多余信号的传输将减少在有限频带中可容纳的用户数，因为它将增加对其它用户的干扰，其数量相应于发送多余信号所需要的发送功率。

而且，高速信号必须划分为多个信号，接着使用不同的扩展码扩展和组合扩展的信号，而且该组合信号被可变换为射频频带，随后功率放大以便发送。如果多个扩展信号以相同相位组合，组合信号的幅度则正比于划分信号的数量增加。这将要求一个高峰值功率线性发送功率放大器。这种要求大功耗的功率放大器不适合于要求低功耗的便携式电话机。