[发明专利]用于解调下行链路码分多址信号的方法和系统

说明书

背景技术

本发明总体上讲是涉及无线电话通信系统中的码分多址(CDMA)通信技术，更具体地讲是涉及CDMA信号的解调。

从第二次世界大战以来，CDMA和扩展频谱通信已被广泛采用。早期应用主要是军事用途。但是，目前在商业应用中，人们已增加了对采用扩展频谱系统的关注，这包括数字蜂窝式无线电通信网络、陆上移动无线电通信网络及室内和室外个人通信网络。

在美国及世界其它地区，蜂窝式电话工业已在商业管理方面取得了显著进展。在大城市区域的增长已超出预期规模，并且正在超越系统容量。如果这种趋势继续发展，快速增长的影响将很快蔓延至甚至最小的市场。因此需要新的技术解决方案来满足这些增长的容量需求，同时维持高质量的服务并避免价格上升。

从全世界来看，蜂窝式系统的一个重要进展是从模拟传输至数字传输的转变。同样重要的还有对用于实现下一代蜂窝式通信技术的有效数字传输方式的选择。另外，人们普遍认为，采用便于携带并可在家、办公室、大街上、车内等场合中用于收发呼叫的低造价的袖珍型无绳电话的第一代个人通信网络(PCN)，将由采用下一代数字蜂窝式系统基础结构的蜂窝式载波构成。在这些系统中所需的关键技术特性是增大业务容量。

近来，信道联接采用频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)方法实现。在FDMA中，通信信道是信号传输功率集中的单射频频带。系统容量受到有效频率以及信道重复使用的局限性的限制。在TDMA系统中，信道是由同频率的周期性时间间隔序列中的一个时隙构成的。系统容量受到有效时隙以及信道重复使用的局限性的限制。

采用FDMA或TDMA或混合FDMA/TDMA系统，其目的是保证两个潜在的干扰信号不在相同时间占用相同频率。相反，码分多址(CDMA)方法容许信号在时间和频率两方面相重叠。因此，所有CDMA信号享用相同频谱。在频率或时间方面，多址信号发生相互重叠。

CDMA通信技术有许多优点。由于宽频带CDMA系统具有的特性，诸如改善的编码增益/调制密度、声音激活选通、分区及相同频谱在每一网孔中的重复使用，以CDMA为基础的蜂窝式系统的容量范围可达到现有的模拟技术之容量范围的二十倍。由高比特率译码器实现的声音的CDMA传输保证了优异且真实的音质。CDMA还提供了可变的数据速率，因而容许提供许多不同的话音质量等级。CDMA的加密(scrambled)信号格式完全消除了串音，并使得窃听和跟踪呼叫非常困难和高代价，从而为呼叫者更好地保密，并更好地免除了发射时间的故障。

在“传统的”直接序列CDMA系统中，要传输的信息数据流被加至公称为符号序列的更高速率数据流上，从而产生所传输的序列。信息数据流和高比特速率符号序列流是通过将这两个比特流有效地相乘而复合的，这里假设两比特流的二进制由+1或-1表示。信息数据流可由M进制复合符号值构成，而不是二进制值+1或-1。高比特率信号与低比特速率数据流的这种复合被称为对信息数据流信号进行编码或扩展。每一信息数据流或信道被赋予一单一的符号序列。

通常，符号序列数据是二进制的，从而产生称作“时间片(chips)”的比特流。用于产生这种符号序列的一种途径是采用伪噪声(PN)方法，此方法呈随机形式，但可由许可的接收者重复。对于符号序列的周期来说，一般是占用一个数据符号周期，以便每一数据符号由相同Nc-时间片符号序列扩展。通常，这个符号序列可由实数和虚数表示，以对应于在载频(I信道)上或载频的90°相移模式(Q信道)上发送的时间片值。另外，符号序列可以是两个序列的复合，其中的一个序列为Walsh-Hadamard码字。

数据符号一般是二进制的。因此符号序列或其倒置的传输表示一比特信息。通常，为采用符号序列S(n)发送信息符号b，应发送

t(n)=bs(n)    (1)接收机将所接收的信号与已知的符号序列相关联而产生一个用于检测b的检测统计量。对于二进制信息符号来说，当得到大的正相关结果时，将检测到“0”；当得到大的负相关结果时，将检测到“1”。

多个编码信息信号(例如)通过相移键控(PSK)调制射频载波，并在接收机上作为一个复合信号被共同地接收。每一扩展信号在频率及时间两方面均与所有其它的扩展信号和噪音相关信号相重叠。如果接收机被许可，此复合信号随后要与单一符号序列中的一个关联，并且相应信息信号可被隔离和解码。