專利名稱：用于移動通信系統(tǒng)的脈沖形成設備的制作方法
在數字電話中，在空中發(fā)送串行的位流數據。將這些位流用于調制載波。有幾種類型的調制方案用于發(fā)送該位流所攜帶的數據。例如，在GSM中，所用的調制方案是高斯最小移位鍵控(GMSK)，而在CDMA系統(tǒng)中，所用的調制技術是QPSK。
GMSK是一種相位調制，將串行的位流轉換為載波的相移。調制的功能是將輸入的串行位流轉換為調制發(fā)射機載波的模擬信號。在GMSK中將輸出的相位濾波。高斯函數起著濾波器的作用，除去數字脈沖的陡邊。沒有這種濾波，發(fā)送該信號所需的帶寬將大得多。即使利用高斯濾波器，應該承認GSM系統(tǒng)在頻譜上也是低效率的。然而，GMSK調制提供一種功率上有效率的恒定幅度信號。
在現有的CDMA系統(tǒng)中，為了提供較高的位速率選用一種不同的相位調制技術，QPSK。在QPSK中，發(fā)送正交信號，將相對于MSK調制的數據速率加倍。在QPSK調制中，為了提供根升余弦形成脈沖，對輸出相移進行奈奎斯特濾波，這樣通過消除符號間干擾增加了譜效率并降低了位差錯率。帶有根升余弦脈沖形成的QPSK在頻譜上是有效率的，允許高的數據速率并提供低的BER。
依據本發(fā)明的一個方面，在此提供一種數字遠程通信系統(tǒng)，在其中第一和第二通信設備通過分別地發(fā)送依據預先確定的調制方案表示數據的脈沖來進行通信，該第一和第二設備每個包括在發(fā)送前整形成各個數據脈沖的裝置，依據各自的系統(tǒng)準則進行形成。
該第一和第二設備可以是不同類型的通信設備，例如一個固定站和一個移動站。
在現有技術的調制方案中，用于形成數據流的脈沖函數具有預先規(guī)定的數學關系。
例如根升余弦
H(f)＝1|f|＜∝H(f)=12(1-cos(2Π(f-(T+α))---∝<|f|<T+∝]]>＝0|f|＞T+∝對于其中使用QPSK調制的CDMA系統(tǒng)和其中使用DQPSK調制的PDC和NADC系統(tǒng)。
高斯H(f)=12Πσe/2a2-f2]]>對于其中使用MSK調制方案的GSM。
利用依據通常預先規(guī)定的數學關系的脈沖形成，對于給定的能量水平只有一個參數是可變的。對于高斯脈沖這個參數是‘σ’，以幅度為代價改變允許帶寬變化的脈沖擴展。對于根升余弦，該變量是‘α’，改變余弦尾部開始的頻率。這就影響了帶寬從而影響了功率效率。周密地規(guī)定在這些價值參數之間的關系，以使一種參數改進會以所確定的方式削弱其他的參數。不存在改進兩個價值參數的機會。
因為對于預先確定的數學函數給通過改變單一變量可達到的折衷的嚴格限制，對每種調制方案最適當的脈沖形狀是十分清楚的。該系統(tǒng)設計者根據它的優(yōu)點和缺點決定哪種調制方案并選擇適當的脈沖形狀。設置數字函數的單一變量以便在價值參數之間所規(guī)定的關系中提供可接受的平衡。
一旦如本發(fā)明中那樣，對于脈沖形狀沒有預先確定的數學關系時，為了滿足所希望的價值參數或系統(tǒng)準則，規(guī)定脈沖的形狀。有選擇新的脈沖形狀的自由，以便使許多系統(tǒng)準則能夠被相互平衡。在兩參數之間的折衷關系不再是如此受限制。
只考慮了高斯和根升余弦脈沖在目前的遠程通信系統(tǒng)調制器中使用。如果使用其他的脈沖形狀，將有與不同的脈沖形狀有關的不同的費用。通過依據系統(tǒng)準則使脈沖形狀最佳化，可以確定最滿足系統(tǒng)要求的脈沖形狀?？蓪⒃撜{制方案用作決定所希望的費用平衡中的變量之一。系統(tǒng)準則或費用的代表性的目錄包括幅度，位差錯率(BER)，能量和帶寬。將它們更詳細地規(guī)定于下。
(i)在已調信號上相鄰信道功率(ACP)幅度的變化。
給出恒定的幅度1，幅度誤差可由下式給出{絕對值2-12}2(ii)BER誤差函數-譜的占用為了計算這一點，需要確定噪聲數量。這由下式給出{干擾區(qū)域的絕對值}2(iii)能量誤差函數所需的能量-樣本點的平方的和。
(iv)帶寬誤差函數為了估計脈沖的帶寬，需要脈沖函數的導數(在這個階段仍然是未知的)?？蓪⑦@個導數近似為與兩個相鄰脈沖值之間的差成比例。
從通常對脈沖形狀的約束中解脫給了系統(tǒng)設計者自由。特別是，對于本發(fā)明，可被用于獨立地查看遠程通信系統(tǒng)的每個部件，使整個系統(tǒng)能夠工作得更加有效率。
在遠程通信系統(tǒng)中的主要操作部件是固定站和移動站。對它們中每一個的考慮多少有些不同。兩者都有它們所在運行的系統(tǒng)給于的帶寬約束。然而，基站比較少關注功率輸出，而移動站受限于它實際可以發(fā)送的功率數量。
本發(fā)明考慮每一種的特殊要求，允許獨立地將對于到固定站的上行和到移動站的下行的脈沖形成最佳化。
可設計因此各種系統(tǒng)的準則以增強各種設備的性能。另一種方案是，可將兩種準則最佳化以適應最弱的設備。
本發(fā)明可應用到任何調制方案中。
現在將描述一種可用來設計脈沖形狀的方法。
Laurent建議，高斯脈沖可用AM脈沖(C0，C1，…等)疊加來近似，這些脈沖是余弦和正弦函數脈沖的固定家族。
在本發(fā)明的實施方案中，將可由分量疊加來近似脈沖的Laurent理論用作確定滿足特定的通信系統(tǒng)所需的準則的脈沖形狀的基礎。可將此完成如下。首先，將在Laurent疊加擴展中的固定函數分量由表示各自的未知脈沖分量的一個或多個函數替代。然后查看價值函數(例如，BER，帶寬，幅度，AFC)。也就是，考慮來自特定的系統(tǒng)所需值的誤差。可以改變價值函數的加權以便修改其結果。然后確定對于每個函數的值，例如利用一種(市場上可得到的)優(yōu)化器，使這些價值函數為最小并給出滿足特定系統(tǒng)要求的脈沖形狀。
最好使用兩個函數使脈沖形狀優(yōu)化，因為這將提供比只利用一個函數更為優(yōu)化的脈沖形成。
更具體而言，該方法可被實施如下首先，考慮Laurent公式。依據Laurent的公式 其中S(t)是在時間t時的信號，AK,N=Σn=-∞Nan-Σi=1L-1aN-i·∝K,i]]>AK,N=AO,N-Σi=1L-1aN-i·∝K,i.]]>CK(t)=S0(t)xΠi=1L-1Si-L·∝K,i(t)---(0≤K≤M-1)]]>代替使用Laurent脈沖，Ck，n’，我們希望使用另一種脈沖，PULSEKn，n’，這還是未知的，但對此我們希望根據必要的誤差函數要求確定一個適當的值。
替換等式1中的這個量給出
其中 如上所提到的那樣，PULSE尚未知，但在本實施方案中，將它讀出，非零和最大長度為8。
在本實施方案中，我們選擇使用兩個分量(PULSE
和PULSE[1])構成S。因此M＝2，在其他的實施方案中，將分量脈沖的數量本身用作在確定各個鏈接的工作條件中的變量。
對于M＝2展開等式(2)并用位流函數∝1，∝2…替代函數Ak，給出JAO,N-5(J(∝N-4+∝N-3+∝N-2+∝N-1+∝N)Pulse
[δT]+]]>J(∝N-4+∝N-3+∝N-2+∝N-1)Pulse
[T+δT]+]]>J(∝N-4+∝N-3+∝N-2)Pulse
[2T+δT]+]]>J(∝N-4+∝N-3)Pulse
[3T+δT]+J∝N-4Pulse
[4T+δT]+]]>Pulse
[5T+δT]+J(-∝N-5)Pulse
[6T+δT]+]]>J(-∝N-5-∝N-6)Pulse
[7T+δT]+]]>J(-∝N-5-∝N-6-∝N-7)Pulse
[8T+δT]+]]>J(∝N-4+∝N-3+∝N-2+∝N-1+∝N∝-aN-1)Pulse[1][δT]+]]>J(∝N-4+∝N-3+∝N-2+∝N-1-∝N-2)Pulse[1][T+δT]+]]>J(∝N-4+∝N-3+∝N-2+∝N-3)Pulse[1][2T+δT]+]]>J(∝N-4+∝N-3-∝N-4)Pulse[1][3T+δT]+]]>J(∝N-4-∝N-5)Pulse[1][4T+δT]+J(-∝N-6)Pulse[1][5T+δT]+]]>J(-∝N-5+∝N-7)Pulse[1][6T+δT])]]>·等式(3)
因為∝標記1位，它必須是正或負1。因此等式(3)中每一項可被識別關于它是否為實數還是虛數(假定脈沖函數是實函數)。
例如取該等式的第一項J(∝N-4+∝N-3+∝N-2+∝N-1+∝N)∝N-4，∝N-2，∝N＝奇數→虛數∝N-3，∝N-1＝偶數→實數。
由此可以計算這個作為位函數(∝S)的表達式的絕對值。作出決定在時間N發(fā)送什么∝(在理想的系統(tǒng)中，這將是在基帶接收到的信號)。
查看等式3(例如，對于一個簡單的接收機)，可以導出位∝N-4在時間(N+4)T被發(fā)送。正如它單獨存在那樣。它是虛數，必須考慮干擾(也就是其他虛數)脈沖。無論對于干擾項還是脈沖的絕對值都可完全忽略該表達式中的實數項。
該干擾應該被消除。例如，通過使項Pulse
在(N+4)T大于所有其他項的絕對值，可以改進BER性能。
因此，給出∝序列{∝N，∝N-1，…∝N-7}＝{1，1，1，1，1，1，1，1}，可以通過未知的脈沖計算在時間ΔT上脈沖的絕對值。也可以通過未知的脈沖項計算在時間ΔT上干擾項的絕對值。這是對于∝N到∝7(也就是所有28＝256個可能性)的每個可能的1，-1組合實施的。對于每種可能性，無論對于干擾項還是絕對值都得到一個表達式。
在本實施方案中，需要該脈沖滿足某種關于功率，BER，AFC和帶寬的準則。由此確定對于它們的誤差函數。
給出過采樣為8，ΔT可取以下值ΔT={0,T8,2T8,3T8,...7T8}]]>很清楚，可以根據所需的脈沖采樣水平改變過采樣率。
對于ΔT取每個以上的值計算幅度和BER的價值。對于每項的總價值是在可能的序列上獲得的所有8個表達式的和。
可以根據系統(tǒng)要求通過對以上的誤差函數加權(例如，對于功率為0.3，對于BER為0.3和對于帶寬為0.4，或者系統(tǒng)如果只需要，例如考慮帶寬，則對于功率和BER為0，對于帶寬為1)專門設計該脈沖。可以將更多的權重加到無論什么產生的問題，唯一的限制是總的權重必須等于+1。
現在通過未知項，也就是，Xo，i(i＝0到71)和Xi，j(i＝0到55)表達總的誤差函數。為了對于這些未知項確定適當的值，并由此導出脈沖形狀，利用，例如，通?，F成的優(yōu)化器使這表達式為最小。
這種方法提供一種附加的可以改變的系統(tǒng)準則用以產生脈沖設計，這就是用于形成的脈沖分量數。用于各個傳輸方向的分量數可以是不同的。
進一步的描述可在附在本文件的英國專利申請9805504.9和9814300.1中找到。
本方法可利用一組確定的加權價值參數確定用于如CDMA或GSM系統(tǒng)的上行的最佳參數，然后利用一組不同的價值參數重新計算用于下行的最佳參數。
依據本發(fā)明的第二方面，在此提供一種用于數字運程通信系統(tǒng)的發(fā)送接收機，在該系統(tǒng)中第一和第二通信設備通過按一種預先確定的調制方案傳送信息進行通信，第一和第二通信設備發(fā)送在發(fā)送前形成的表示數據的脈沖，該發(fā)送接收機包括一個用于提供數據位串的處理器，一個用于依據第一組系統(tǒng)準則形成發(fā)送脈沖的濾波器和一個依據為接收具有按不同于第一組系統(tǒng)準則的第二組系統(tǒng)準則確定的脈沖形狀的數據位串所確定的第二組系統(tǒng)準則操作的濾波器。
現在將參考附圖，通過舉例描述本發(fā)明的實施方案，其中，

圖1是一種依據本發(fā)明的實施方案的GSM發(fā)射機，圖2示出GSM的幀結構，圖3是一種依據本發(fā)明的實施方案的GSM接收機，圖4是一種依據本發(fā)明的實施方案的CDMA發(fā)射機，圖5是一種依據本發(fā)明的實施方案的CDMA接收機，圖6(a)是一種依據本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的CDMA接收機；和圖6(b)是一種依據本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的CDMA接收機的解調器級。
為了設計發(fā)射機，首先必須要作決定的事情之一是相位脈沖的持續(xù)時間。這實際上是決定如何確定怎樣實現脈沖形成。相位脈沖的持續(xù)時間確定多少歷史記錄被包括在每個信號中。有兩個發(fā)射機部件可包含在脈沖形成中，即濾波器和查詢表。如果相位調制脈沖的持續(xù)時間比較短，如4T，其中T是符號/位周期?！畾v史記錄’，也就是以前的數據位對當前的數據位的影響持續(xù)4T。因此前面3位的尾部被疊加在當前位上，對于每位有24個可能性。如果包括太多的歷史記錄，將每個可能的歷史記錄映象消耗較多的處理器時間，因而使查詢表接近脈沖形成不切實際。然而，利用足夠快速的相加器，以功率消耗為代價可以實際計算輸出。
在大多數系統(tǒng)中，手機或移動單元受限于可用的功率，最重要的考慮之一是功率消耗。因此功率消耗中一個重要的因素，談話和待機時間，就是功率放大器的效率。手機是一種消費者項目的成本，問題也是復雜的。在本發(fā)明的實施方案中，可以使用包括分別用于上行和下行的發(fā)送輸出組合的脈沖形成，以便對手機性能具有確定的影響。
將利用考慮用于GSM系統(tǒng)手機的設計選項的例子繼續(xù)討論。
因為手機具有重要的功率約束，上行(手機到基站)被對于ACP(在已調信號上的幅度變化)最佳化。在GSM系統(tǒng)中，脈沖形狀越靠近純粹的高斯函數，它就越接近一個恒定幅度信號。
如果手機使用以前所描述的形成脈沖的Laurent型脈沖分量解決方案，被使用的Laurent之和的脈沖越多，對于最佳形狀的近似越接近。通過使幅度最佳化給出功率消耗的好處，計算Laurent脈沖形狀將以典型方式實現對于一個手機的Laurent型脈沖形成。對于GSM，如果幅度是主要的價值函數，這將意味著接近對高斯函數的近似。
當利用Laurent型脈沖構成所希望的脈沖形狀時，BT乘積(帶寬X符號周期)越高，在第一脈沖中具有的功率越大。對于GSM，BT乘積是0.3，在實際中可以使用持續(xù)時間4T的相位脈沖，BT乘積越低，脈沖的持續(xù)時間越長。
如果希望的話，如以上所描述的那樣，其他的價值函數可被包括在用于手機的脈沖形狀的優(yōu)化過程中。如果功率放大器效率是唯一的認為是重要的參數，就是這種情況。如果BT的乘積是高的，單個脈沖將提供足夠的用于信號傳輸的功率。對于高斯或接近高斯的形成過程可能就是這種情況，優(yōu)先用于現有的GSM系統(tǒng)的傳輸中。
在對于手機的已列舉的價值函數外的另一種考慮是在解調期間的計算開銷。這受到在下行(基站到手機)中脈沖傳輸到手機的方式的影響。這可被定量化并增加到最佳化的例行程序中。
對于基站，功率放大器的效率決非如對于手機那樣重要。這是因為功率源很少受限制。這樣設計者有一種選擇。在基站的傳輸可對功率和帶有為基站的有效操作所確定的權重的其他價值進行最佳化。然而，因為手機的功率效率是系統(tǒng)中的關鍵要素，在設計基站的輸出時考慮手機是明智的，因為手機將要求對信號解調，信號的類型和組成將對手機的計算開銷從而對功率消耗有影響。
基站具有遠比手機多的可用功率。這意味著當高斯似的脈沖是所希望的并且脈沖是由脈沖分量的疊加產生時，一個單一的脈沖分量可以攜帶足夠的功率傳送數據。在基站上將兩個脈沖疊加提供輸出脈沖雖然在基站的功率效率方面有某些好處，但使發(fā)送過程復雜化，對于手機提供的優(yōu)點即使有也很少。
采取一種整體論的方法對待系統(tǒng)，通過限制由基站發(fā)送的脈沖數較好地降低了手機的計算開銷。因此，理想情況下在GSM系統(tǒng)中用于形成由基站發(fā)送的已調信號的脈沖數應該保持為1。
GSM通常包括一種如圖2中所示的幀結構。圖1示出一種依據本發(fā)明的實施方案適合在手機中使用的GSM發(fā)射機。要發(fā)送的位序列101被輸入發(fā)射機的幀構成器102，將這些位放入TDMA幀一個時隙內脈沖串的適當部分中。然后位流被交付給調制器104。通常這個調制器將是一種GMSK調制器。然而，在這種優(yōu)選實施方案中，信號并不通過高斯濾波器。代替的是，一種查詢表106規(guī)定其形狀已通過Laurent型的序列頭兩個脈沖的計算組成的脈沖函數。代替查詢表，可以使用一種多抽頭FIR數字濾波器，它具有被計算的特性，提供與最佳化的頭兩個Laurent型脈沖等效的脈沖形成。鐘105如通常那樣提供載波信號。
將已調信號輸入數字模擬轉換器107。然后通過重建濾波器108重建模擬信號。典型情況下這種濾波器可以包括一個開關電容濾波器，用于實現某些譜的形成，和一個模擬濾波器，如RC濾波器，主要用于剩余的形成。最后，信號被功率放大器109放大并通過天線110發(fā)送。
基站的發(fā)射機看上去是相同的，但查看表或多抽頭FIR數字濾波器將保持數據，提供一種脈沖函數，它的形狀只由Laurent型序列的第一脈沖組成。因為一個單一形狀的Laurent脈沖比兩個組合的脈沖具有較大的幅度變化，基站發(fā)射機的效率將必然不會與手機的效率一樣大。然而，因為功率約束是可以容忍的，在提供系統(tǒng)水平上具有較大線性度的PA中所包含的價值沒有作為消費產品的手機那么臨界，這種交換是容易接受的。
圖3示出依據本發(fā)明實施方案的一種GSM接收機。無論手機還是基站可以使用類似的接收機。在本實施方案中，手機將接收由Laurent型序列的第一脈沖形成的通過基站發(fā)送的脈沖?；緦⒔邮沼墒謾C發(fā)送的脈沖。這種脈沖將由兩個Laurent型脈沖組成，以便使在手機上的功率效率為最佳。因為對于高斯函數的形狀，大多數功率在Laurent型序列的第一脈沖中，典型情況下在第一Laurent型脈沖中具有足夠的功率，使這個脈沖成為需要由基站解碼的唯一的脈沖，如果情況變成這樣，以致在第一脈沖中沒有足夠的功率，基站可被設計成既對序列的第一脈沖又對第二脈沖解碼。
對于將單一分量脈沖解碼的接收機，接收機將接收到的信號下變換到接收機120的基帶。然后該信號被提供給復數定序器121，和解調器122以便按通常的方式提供位序列123。
在擴頻系統(tǒng)中用于使上行和下行脈沖形成為最佳的原理與用于GSM的是相同的，然而所包含的價值參數要復雜得多。這是由于在確定用于擴頻系統(tǒng)的調制方案中主要考慮帶寬，在功率效率方面通過形成脈沖完成留下的許多工作。然后其他的價值參數需要密切地監(jiān)視以便給出總的可接受的解決方案。
在擴頻系統(tǒng)中，對不同的移動站使用唯一的數字碼，而不是分離的RF頻率或信道。這些碼由移動站和基站共同使用，被稱為偽隨機二進制碼，其中的一種類型是GOLD碼。
在引言中，討論了對于各種系統(tǒng)的問題。在CDMA系統(tǒng)中，手機的功率輸出是非常重要的，因為典型的，為輸出脈沖的帶寬效率所選取的根升余弦形成是ACP，這用于非線性放大器是沒有效率的，因為恒定的幅度變化遠大于使用GMSK形成的GSM，當設計和考慮如何產生用于CDMA的脈沖形狀時，可以考慮許多準則。重要的準則是信號的輸出能量和功率放大器的效率。在本發(fā)明的實施方案中，如利用GSM的實施方案，一個對于手機的重要設計因素是功率放大器的效率，提供足夠的輸出功率使基站接收到功率是有限的，因為手機是移動的并且攜帶隨它移動的電源。由于幅度變化是很大的，功率放大器的非線性使譜擴展得比對于典型的根升余弦脈沖形狀的理想情況要寬許多。
通過產生使功率效率為最佳的脈沖形狀，利用上述的Laurent型脈沖可以改進功率放大器的效率。可以較復雜地修改脈沖形狀，在效率上產生更大的改進。問題在于多少Laurent型脈沖包括在脈沖形成中是有價值的。
為了應用Laurent型脈沖方法使脈沖形狀為最佳，需要確定相位脈沖的持續(xù)時間。這對BT有影響。對于利用相位脈沖持續(xù)時間為6T的CDMA，BT大約是0.15。BT的乘積越高，在Laurent型序列的第一脈沖中的功率越大。對于GSM，大部分功率在第一脈沖中。BT為0.15是低的，這意味著為了提供必不可少的輸出功率供發(fā)送。需要多于1個脈沖。已知得知，對于BT為0.15為了提供所希望的輸出功率或者頻率擴展的減少需要至少兩個Laurent型的脈沖。
圖4示出一種依據本發(fā)明實施方案的碼分多址(CDMA)發(fā)射機。CDMA通常包括由一個專用的物理數據信道(DPDCH)和一個專用的物理控制信道(DPCCH)組成的幀。待發(fā)送的位序列301被輸入發(fā)射機的幀構成器302，將許多位放入幀的適當部分(也就是DPDCH)中。
然后通過Gold碼編碼器在譜上擴展位流。這種Gold碼編碼器303操作如下給出{C0，C1…CN-1}位流和 {f0f1…fM-1} 幀序列(也就是M個符號位)Gold碼編碼器303的輸出是具有以下要素的N×M項的序列{f0c0，f0c1，…f0cN-1，f1c0…f1cN-1……fM-1c0…fM-1cN-1}因此，有MN片要調制。
調制器304將這些由Gold碼編碼器輸出的MN片調制到由鐘305輸出的載波上。通常在CDMA系統(tǒng)，如IS95中所用的調制器304是一種線性的QPSK調制器。由調制器304輸出的信號帶寬直接與用于組成查詢表306的脈沖譜有關。通常，對于CDMA系統(tǒng)，這種查詢表將包括規(guī)定根升余弦的數據。然而，在本發(fā)明的這種實施方案中，查詢表規(guī)定其形狀已被參考所希望的價值函數最佳化的不同脈沖，并利用保持依據Laurent疊加理論代表頭兩個AM脈沖的數據的查詢表產生這些不同的脈沖，這些脈沖是固定的脈沖家族，它們是以前所述的余弦和正弦的函數。在一個例子中，ACP被對于非線性功率放大器最佳化。
調制器304的輸出被輸入數字模擬轉換器307。然后通過重建濾波器308重建模擬信號。典型情況下重建濾波器可包括一個開關電容濾波器，用于實現某種譜的形成，和一個模擬濾波器，如RC濾波器網絡，主要用于剩余的譜的形成。一旦信號已被重建，就被輸入功率放大器309，將信號放大供天線310發(fā)送。
因為在信號中的功率將被兩個脈沖而不是一個脈沖攜帶，重要的是接收機既能接收第一又能接收第二脈沖，以便重建由手機發(fā)送的消息。
圖5是一種帶有解調器的擴頻接收機方框圖。在本實施方案中，接收機實現圖4的CDMA發(fā)射機。它包括一個用于接收擴頻信號的天線，下變頻電路401，模擬數字轉換器402，用于存儲接收機碼的裝置和去擴頻器404。去擴頻器包括用于依據本發(fā)明變換接收機碼的裝置405，用于將接收到的信號與被變換的碼相關的相關器406，和用于確定接收到的信號的符號的比較器407。
碼變換器405可能只包括用于檢測+1位的變換。在這個事件中，如果由相關器406輸出的相關信號值在某個閾值以上，比較器假定它是+1，如果低于這個閾值則為-1.然而，這種類型的接收機需要比較復雜的解調。如變換器405也具有用于檢測-1的變換，則較簡單的解調是可能的。在這種情況下，比較器確定產生最大值的符號。該值應該遠在噪聲背景之上，因此，不需要復雜的解調來確定這樣的事實，即對于該接收機，或其他接收機的信號引起的噪聲，接收到的信號是-1。
圖6a和6b示出依據優(yōu)選實施方案的一種CDMA接收機，它與一種發(fā)射機相輔，即該發(fā)射機發(fā)送利用多個幅度調制脈沖疊加組成的信號。在本實施方案的情況下，是兩個脈沖。
從圖6a可見，下變頻電路401包括至少一個IF級501，混合器502a，502b，和低通濾波器503a和503b。接收到的信號被通過IF級501，以便將它的頻率降低到基帶頻率，然后該信號被分成I和Q分量，并利用混合器502a，502b和低通濾波器503a和503b從信號中除去載波。然后通過A/D轉換器504a和504b將信號從模擬信號轉換為數字信號，并提交給解調器級404。圖6(b)較詳細地示出這種解調器級。
碼變換器405變換Gold碼，以便檢測對于組成接收信號的兩種幅度調制脈沖的+1和-1。以下給出示范性的變換變換1(T1)505a(對于第一AM脈沖，檢測+1符號)。
Yi＝(-1)i對于i＝0，1，2，…N-1給出碼(C0，C1…CN-1)的gold碼，其中N是序列中的元素數目。
ai＝1如果Ci＝1；對于i＝0，…N-1ai＝-1如果Ci＝0；對于i＝0，…N-1b0＝a0；bi＝bi-1+ai對于i＝1，2，…N-1；di＝Yiibi對于i＝0，1，2，…N-1和i=(-1)]]>也可以使用另一種變換變換1b(對于第1AM脈沖，檢測+1符號)利用相同的對di的標記di＝i-bi對于i＝0，1，2，…N-1和變換2(T2)505b(對于第一AM脈沖，檢測-1符號)Yi＝(-1)i對于i＝0，1，2，…N-1給出碼{C0，C1，…CN-1}，其中N是序列中元素的數目ai＝-1如果Ci＝1對于i＝0，…N-1ai＝1如果Ci＝0對于i＝0，…N-1b0＝a0；bi＝bi-1+ai對于i＝1，2，…N-1；di＝Yiibi對于i＝0，1，2，…N-1和i=(-1)]]>也有可以使用的另一種變換變換2b(對于第1AM脈沖，檢測-1符號)
di＝i-bi對于i＝0，1，2，…N-1變換3(T3)505C(對于第2AM脈沖，檢測+1符號)Yi＝(-1)i對于i＝0，1，2，…N-1給出碼{C0，C1，…CN-1}，其中N是序列中元素的數目ai＝1如果Ci＝1；對于i＝0，…N-1ai＝-1如果Ci＝0；對于i＝0，…N-1b0＝a0-/+aNbi＝bi-1+ai-ai-1對于i＝1，2，…N-1；di＝Yiibi對于i＝0，1，2，…N-1和i=(-1)]]>有可以使用的另一種變換變換3b(對于第2AM脈沖，檢測-1符號)di＝i-bi對于i＝0，1，2，…N-1變換4(對于第2 AM脈沖，檢測+1符號)Yi＝(-1)i對于i＝0，1，2，…N-1給出碼{C0，C1，…CN-1}，其中N是序列中元素的數目ai＝-1如果Ci＝1對于i＝0，…N-1ai＝1如果Ci＝0對于i＝0，…N-1b0＝a0-/+aNbi＝bi-1+ai-ai-1對于i＝1，2，…N-1；di＝Yiibi對于i＝0，1，2，…N-1和i=(-1)]]>有可以使用的另一種變換變換4b(對于第2 AM脈沖，檢測-1符號)di＝i-bi對于i＝0，1，2，…N-1同樣，相關器40b實現將每個被變換的碼與接收到的信號的各個脈沖相關。例如，通過相關器506a將為檢測+1與第1AM脈沖有關的被變換的Gold碼和接收到的信號的第1AM脈沖(Xi1，Xq1)相關。相關信號Y1的絕對值Z1被提交給比較器407。對于檢測-1的第1AM脈沖，和對于檢測+1和檢測-1的第2AM脈沖進行相同階段的操作。
比較器407確定是否接收到的信號是+/-1。這是通過假定接收到的信號是符號被檢測到的，將從比較器接收到的絕對值(Z1-Z4)與預期的絕對值(E1-E4)相比較實現的。值E1-E4可在接收機中被預先計算和存儲。在本實施方案中，如果接收到的信號是+1，則值Z1和Z3將接近它們的有關的預期值E1和E3，所以值h1和h3將很小。相反Z2和Z4其值遠小于E2和E4，所以值h2和h4將很大。因此，比較器確定當h1+h3＜h2+h4時接收到+1。否則，如果接收到-1，值Z2和Z4將接近它們預期的值E2和E4，使得值h2+h4將很小，而Z1和Z3將遠小于E1和E3，以致h1和h3將是較大的值。當在信道上有小干擾時，接收機只需要執(zhí)行對第一脈沖的相關。
對于所希望的其他AM脈沖可以提供類似的變換。然而，使用頭兩個脈沖通常是可接受的，因為在這些脈沖中得到大部分的能量。在目前的情況下，因為在手機上低功率效率的約束，只發(fā)送頭兩個脈沖。
通常對脈沖聯(lián)合最佳化對于減少價值函數提供更多的機會，例如，在GSM中通過將兩個脈沖聯(lián)合最佳化而不是分別對每個脈沖最佳化更好地補償PA的非線性(關于電話噪聲和譜誤差)。通常，兩個脈沖趨向于給出大部分的改進。理論上可以使用N個脈沖。
在以上描述的本發(fā)明的實施方案中，所發(fā)送的脈沖是系統(tǒng)中可用于提供最大優(yōu)點的另一個變量。脈沖形狀和脈沖的形成可被修改以滿足系統(tǒng)中一個或多個部件的特定需要。
鑒于以上的描述，對本領域的技術人員將明白，可在本發(fā)明的范圍內進行各種修改，價值函數的權重可單獨地改變以滿足不同的優(yōu)先級。
本發(fā)明包括在此公開的任何新的特征或特征的組合，或者是明顯地或者是任何概括地，不管是否它涉及本發(fā)明或者減輕任何或全部所闡述的問題。
權利要求
1.一種數字遠程通信系統(tǒng)，其中第一和第二通信設備通過各自發(fā)送按預先確定的調制方案表示數據的脈沖進行通信，第一和第二設備每個包括用于在發(fā)送前形成各自的數據脈沖的裝置，依據各自的系統(tǒng)準則應用形成方法。
2.一種依據權利要求1的數字遠程通信系統(tǒng)，其中第一和第二設備是不同類型的通信設備。
3.一種依據權利要求1或2的數字遠程通信系統(tǒng)，其中各自的系統(tǒng)準則是為增強各自的設備性能所設計的準則。
4.一種依據任何前面的權利要求的數字遠程通信系統(tǒng)，其中第一設備是固定站。
5.一種依據任何前面的權利要求的數字遠程通信系統(tǒng)，其中第二設備是移動站。
6.一種依據任何前面的權利要求的數字遠程通信系統(tǒng)，其中用于形成脈沖的裝置包括用于將一個或多個脈沖疊加以提供所形成的數據脈沖的裝置。
7.一種依據任何前面的權利要求的數字遠程通信系統(tǒng)，其中第一和第二設備之一通過將第一數目的脈沖分量疊加形成數據脈沖，第一和第二設備中另一個通過將第二數目的脈沖分量疊加形成脈沖，按照它們自各的系統(tǒng)準則進行。
8.一種依據任何前面的權利要求的數字遠程通信系統(tǒng)，其中預先確定的調制方案是高斯最小移位鍵控。
9.一種依據權利要求7或8的數字遠程通信系統(tǒng)，其中第一和第二數目是不同的。
10.一種依據權利要求9的數字遠程通信系統(tǒng)，其中第一數目是1和第二數目是2。
11.一種依據權利要求7的數字遠程通信系統(tǒng)，其中第一和第二數目是2。
12.一種依據權利要求1到7或權利要求11中任一項的數字遠程通信系統(tǒng)，其中預先確定的調制方案是QPSK。
13.一種依據任何前面的權利要求的數字遠程通信系統(tǒng)，其中系統(tǒng)準則從包括功率效率，譜效率，位差錯率，AFC，Nyquist，和能量效率的組中選擇一項或多項。
14.一種依據任何前面的權利要求的數字遠程通信系統(tǒng)，其中用于第一設備的系統(tǒng)準則之一是在第二設備上的功率消耗。
15.一種依據任何前面的權利要求的數字遠程通信系統(tǒng)，其中系統(tǒng)準則之一是數據脈沖解調的復雜性。
16.一種用于數字遠程通信系統(tǒng)的發(fā)送接收機，其中第一和第二通信設備通過按預先確定的調制方案發(fā)送信息進行通信，第一和第二通信設備發(fā)送在發(fā)送前形成的表示數據的脈沖，發(fā)送接收設備包括用于提供數據位串的處理器，用于按第一組系統(tǒng)準則形成發(fā)送脈沖的濾波器，和用于按第二組系統(tǒng)準則操作的濾波器，系統(tǒng)準則是為接收數據位串所確定的，數據位具有按不同于第一組系統(tǒng)準則的第二組系統(tǒng)準則確定的脈沖形狀。
17.一種基本上如在此以前參考附圖1到3所描述的數字通信系統(tǒng)。
18.一種基本上如在此以前參考附圖4到6所描述的數字通信系統(tǒng)。
19.一種基本上如在此以前參考附圖1到3所描述的發(fā)送接收機。
20.一種基本上如在此以前參考附圖4到6所描述的發(fā)送接收機。
全文摘要
一種數字遠程通信系統(tǒng)被描述,其中用于上行和下行的脈沖形成被獨立地依據所希望的價值參數(例如,對于幅度的誤差函數,BER,帶寬,能量,AFC)進行設計。一種為在這樣一種系統(tǒng)中操作設計的發(fā)送接收機也被描述。
文檔編號H04B1/707GK1367973SQ00809792
公開日2002年9月4日 申請日期2000年6月30日 優(yōu)先權日1999年7月1日
發(fā)明者N·羅波, D·薩爾丹哈, J·羅利, S·福爾米格 申請人:諾基亞移動電話有限公司