專利名稱：相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擴(kuò)頻通信，特別是涉及利用相控陣原理增強(qiáng)通信的方法和裝置，相控陣原理提高了經(jīng)多路徑到達(dá)接收機(jī)的擴(kuò)頻信號(hào)的信噪比。
在多徑環(huán)境下用擴(kuò)頻調(diào)制通信時(shí)，當(dāng)被接收信號(hào)來自兩條路徑時(shí)，實(shí)現(xiàn)有效的信號(hào)強(qiáng)度是一個(gè)問題。該來自兩個(gè)路徑的被接收信號(hào)可能具有相位抵消，接收不到，或具有不可接受的誤碼率。
作為本領(lǐng)域公知的相控陣需要N個(gè)天線部件以區(qū)別從不同路徑或方向到達(dá)相控陣的多至N-1個(gè)信號(hào)。這種空間分集的概念在天線理論中得到了很好的發(fā)展。
本發(fā)明的總目的是一種在多徑環(huán)境下接收擴(kuò)頻信號(hào)的改進(jìn)系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提高被接收信號(hào)與噪聲之比，或減小自兩個(gè)或多個(gè)路徑到達(dá)的擴(kuò)頻信號(hào)的誤差概率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是接收從多個(gè)不同方向到達(dá)天線的多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)，而與天線部件的數(shù)量無關(guān)。
正如所體現(xiàn)并在這里概括描述的，根據(jù)本發(fā)明，提供有一個(gè)相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接收裝置，延遲裝置，合并裝置，解擴(kuò)裝置，發(fā)生裝置，存儲(chǔ)裝置，和比較裝置。接收裝置接收多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)和該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式。典型地，該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)由與第一天線連接的第一多個(gè)的接收機(jī)接收，該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式由與第二天線連接的第二多個(gè)的接收機(jī)接收。該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)和該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式被數(shù)字化。通過多次延遲，延遲裝置能夠相對(duì)于該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式使該多個(gè)被接收擴(kuò)頻信號(hào)得到延遲。該多個(gè)被接收擴(kuò)頻信號(hào)從而變成多個(gè)被延遲信號(hào)。
合并裝置將該多個(gè)被延遲信號(hào)和該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式合并成多個(gè)組合信號(hào)。每個(gè)被延遲信號(hào)的同相分量分別與每個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的每個(gè)相控形式的同相分量相組合。每個(gè)被延遲信號(hào)的正交分量分別與每個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的每個(gè)相控形式的正交分量相組合。
解擴(kuò)裝置把該多個(gè)組合信號(hào)解擴(kuò)成多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)。這可通過使用多個(gè)積檢測(cè)器利用分別與該多個(gè)被接收擴(kuò)頻信號(hào)匹配的多個(gè)跳頻序列實(shí)現(xiàn)，或利用具有分別與該多個(gè)被接收擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)跳頻序列匹配的多個(gè)脈沖函數(shù)的多個(gè)匹配濾波器實(shí)現(xiàn)。
發(fā)生裝置根據(jù)多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)生成多個(gè)量值。每個(gè)量值可以是絕對(duì)值，或是該解擴(kuò)信號(hào)的同相分量和正交分量的平方。
存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)在先由發(fā)生裝置生成的多個(gè)在先量值和由該發(fā)生裝置當(dāng)前生成的多個(gè)當(dāng)前量值。該多個(gè)在先量值和多個(gè)當(dāng)前量值分別由比較裝置進(jìn)行比較。響應(yīng)該比較結(jié)果，該比較裝置輸出多個(gè)比較信號(hào)。延遲裝置可以分別根據(jù)該多個(gè)比較信號(hào)改變所述多次延遲中的任意一個(gè)或全部。
本發(fā)明還包括一種使具有多路徑的多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度最大的方法，它包括接收多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)和該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式的步驟。通過多次延遲，相對(duì)于該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式延遲該多個(gè)被接收擴(kuò)頻信號(hào)，以產(chǎn)生多個(gè)延遲信號(hào)。該多個(gè)延遲信號(hào)和該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式被組合成多個(gè)組合信號(hào)，和該多個(gè)組合信號(hào)被分別解擴(kuò)成多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)。
該方法包括根據(jù)該多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)生成多個(gè)量值，存儲(chǔ)多個(gè)在先量值和多個(gè)當(dāng)前量值。對(duì)該多個(gè)在先量值和多個(gè)當(dāng)前量值進(jìn)行比較，和根據(jù)該比較結(jié)果輸出多個(gè)比較信號(hào)。利用該多個(gè)比較信號(hào)改變所述多次延遲。生成多個(gè)量值的步驟是一種確定最大值的方法。也可使用其他用于確定最大值的步驟或等效方法。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)在下面的描述中將逐步地顯出，并從描述中逐步地變得明顯，或可通過本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)了解到。本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點(diǎn)也可通過在所附權(quán)利要求中特別指出的手段和各種組合來實(shí)現(xiàn)和獲得。
與本說明書結(jié)合并作為其一部分的附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，連同所作的描述一起用于對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行解釋。


圖1是說明本發(fā)明總的概念的框圖；圖2示出了正被一用戶接收的兩個(gè)多徑信號(hào)；圖3是用于調(diào)整兩個(gè)接收機(jī)之間相位的框圖；圖4是用于調(diào)整多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的相位的框圖；和圖5是用于調(diào)整兩組接收機(jī)之間多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的相位的框圖。
現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例做更詳細(xì)的參考解釋，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的例子進(jìn)行說明，其中，圖中相同的參考數(shù)字表示相同的部件。
手機(jī)本發(fā)明提供了一種新穎的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接收裝置，延遲裝置，合并裝置，解擴(kuò)裝置，發(fā)生裝置，存儲(chǔ)裝置，和比較裝置。延遲裝置連接在接收裝置與合并裝置之間。解擴(kuò)裝置連接在合并裝置與發(fā)生裝置之間。存儲(chǔ)裝置連接在發(fā)生裝置與合并裝置之間，而合并裝置連接到延遲裝置。
圖1的接收裝置接收擴(kuò)頻信號(hào)和該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式。作為這里使用的術(shù)語“相控形式”包括具有與被接收擴(kuò)頻信號(hào)不同的相位的擴(kuò)頻信號(hào)的形式，和/或具有相對(duì)于被接收擴(kuò)頻信號(hào)的時(shí)延的擴(kuò)頻信號(hào)的形式。如圖2所示，這種不同的相位和/或時(shí)延由來自不同路徑，諸如從不同建筑物17、18反彈回來的擴(kuò)頻信號(hào)15和該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式16所引起。該相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)可以在基站或如圖2所示的遠(yuǎn)端用戶單元(RSU)，諸如手機(jī)19中實(shí)施。因?yàn)榈谝粩U(kuò)頻信號(hào)15存在一次反射，而一第二射線，諸如該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式16存在兩次反射，所以當(dāng)每次接收時(shí)相位變化發(fā)生。作為該兩信號(hào)間時(shí)間差的結(jié)果，多徑信號(hào)可能經(jīng)歷相位抵消和產(chǎn)生衰落。圖1的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)天線11、12中的一個(gè)進(jìn)行充分地延遲或相移，以控制從兩個(gè)天線到達(dá)建筑物或具有最大信號(hào)強(qiáng)度的射線路徑的波束的方向。
典型地，如圖所示，接收裝置包括第一天線11和第二天線12。擴(kuò)頻信號(hào)d(t)g(t)cosω0t由與該第一天線11連接的第一接收機(jī)接收，而該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式d(t-τ)g(t-τ)cosω0(t-τ)由與該第二天線12連接的第二接收機(jī)接收。第一接收機(jī)和第二接收機(jī)包括適用的射頻(RF)和中頻(IF)放大器和濾波器。被接收的擴(kuò)頻信號(hào)和該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式可被數(shù)字化。
如圖1所示作為延遲裝置13的延遲裝置通過一次延遲能夠相對(duì)于該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式使該被接收擴(kuò)頻信號(hào)得到延遲。該被接收擴(kuò)頻信號(hào)從而變成延遲信號(hào)，該延遲近似地等于該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式的延遲。一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例使用了數(shù)字信號(hào)處理。因此，該延遲裝置將包括諸如移位寄存器的數(shù)字延遲裝置?？商鎿Q地，模擬電路將使用模擬延遲裝置，或相移器。
雖然示出了兩個(gè)天線，但該接收裝置可以包括用于提高性能的附加天線。所述延遲裝置則將具有適于多個(gè)天線的合適延遲電路。
如圖所示作為合并器14的合并裝置把所述延遲信號(hào)和該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式合并成一個(gè)組合信號(hào)。該延遲信號(hào)和該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式具有近似的相同相位和時(shí)延。因此，該延遲信號(hào)的同相分量與該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式的同相分量合并，該延遲信號(hào)的正交分量與該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式的正交分量合并。
解擴(kuò)裝置把所述組合信號(hào)解擴(kuò)成解擴(kuò)信號(hào)。這可通過使用一個(gè)積檢測(cè)器利用與該被接收擴(kuò)頻信號(hào)匹配的一個(gè)跳頻序列實(shí)現(xiàn)，或利用一個(gè)具有與該被接收擴(kuò)頻信號(hào)的跳頻序列匹配的脈沖函數(shù)的諸如表面聲波(SAW)裝置的匹配濾波器實(shí)現(xiàn)。用于解擴(kuò)擴(kuò)頻信號(hào)的積檢測(cè)裝置、數(shù)字信號(hào)處理器和SAW裝置是本技術(shù)領(lǐng)域所公知的。
發(fā)生裝置根據(jù)該解擴(kuò)信號(hào)產(chǎn)生量值。該量值可以是一個(gè)絕對(duì)值，該解擴(kuò)信號(hào)的同相分量和正交分量的平方，或用于確定相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度值的該解擴(kuò)信號(hào)的其他量值。目前正由該發(fā)生裝置產(chǎn)生的量值這里被稱作當(dāng)前量值。由該發(fā)生裝置在先產(chǎn)生的量值這里被稱作在先量值。雖然可以按時(shí)間和其他量值將在先量值與當(dāng)前量值分開，但還是用就在該當(dāng)前量值之前產(chǎn)生的在先值來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行講授。而且，可以使用不止一個(gè)在先量值。我們使用一個(gè)在先值對(duì)本發(fā)明的概念進(jìn)行講授。
存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)由發(fā)生裝置在先產(chǎn)生的在先量值和由該發(fā)生裝置當(dāng)前產(chǎn)生的當(dāng)前量值。在一個(gè)數(shù)字化實(shí)施中，該存儲(chǔ)裝置可以體現(xiàn)為一個(gè)移位寄存器，或等效地體現(xiàn)為執(zhí)行存儲(chǔ)功能的門電路。在模擬的實(shí)施中，該存儲(chǔ)裝置可以體現(xiàn)為兩個(gè)或多個(gè)用于存儲(chǔ)在先量值和當(dāng)前量值的電容器。
該在先量值和當(dāng)前量值由比較裝置進(jìn)行比較。響應(yīng)該比較結(jié)果，比較裝置輸出一個(gè)比較信號(hào)。例如，如果該當(dāng)前量值大于該在先量值，則該比較裝置輸出一個(gè)比較信號(hào)，以增大該延遲裝置的延遲τ，相反，如果該當(dāng)前量值小于該在先量值，則該比較裝置輸出一個(gè)比較信號(hào)，以減小該延遲裝置的延遲τ。該延遲裝置根據(jù)所述比較信號(hào)改變第一延遲。如果使用多個(gè)在先量值，則可以使用具有對(duì)該多個(gè)在先量值加權(quán)的比較裝置的方案。
如果該延遲τ小于片Tc的時(shí)間，則本發(fā)明提供了改進(jìn)。本發(fā)明工作在封閉的多路徑中。對(duì)于極端的多路經(jīng)，噪聲是產(chǎn)物。因此，本發(fā)明找到了在建筑物中或其中τ＜Tc的區(qū)域內(nèi)的應(yīng)用。對(duì)于τ＞Tc，應(yīng)該使用瑞克(RAKE)系統(tǒng)。
在圖3所示的示例性按排中，被體現(xiàn)為第一天線11，第一RF/IF部分21，第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器23，第二天線12，第二RF/IF部分22，和第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24。第一RF/IF部分21連接在第一天線11與第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器23之間。第二RF/IF部分22連接在第二天線12與第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24之間。典型地，該第一RF/IF部分21產(chǎn)生被接收擴(kuò)頻信號(hào)的同相分量和正交分量。第二RF/IF部分22產(chǎn)生被接收擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式的同相分量和正交分量。
正如圖3中圖示所說明的，第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器23和第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24的輸出可進(jìn)入用于處理擴(kuò)頻信號(hào)25，26的不同信道的其他部分。
延遲裝置被體現(xiàn)為一第一數(shù)字延遲裝置27。該延遲裝置可額外包括一個(gè)第二數(shù)字延遲裝置28。第一延遲裝置27連接到第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器23。如果包括第二數(shù)字延遲裝置28，則該第二延遲裝置28被連接到第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24。
合并裝置被體現(xiàn)為第一求和器29和第二求和器30。第一求和器29連接到第一數(shù)字延遲裝置27和第二數(shù)字延遲裝置28。第二求和器30連接到第一數(shù)字延遲裝置27和第二數(shù)字延遲裝置28。如果不包括第二數(shù)字延遲裝置28，則第一求和器29被連接到第一數(shù)字延遲裝置27和第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24，和第二求和器30也連接到第一數(shù)字延遲裝置27和第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24。
解擴(kuò)裝置被體現(xiàn)位一個(gè)解擴(kuò)器31。該解擴(kuò)器31可被體現(xiàn)為一個(gè)與合適的跳頻序列發(fā)生器連接的乘積裝置和用于解擴(kuò)被接收擴(kuò)頻信號(hào)的同步電路。可替換地，該解擴(kuò)器31可以是一個(gè)包括合適乘積裝置的數(shù)字信號(hào)處理器，或是一個(gè)具有與該被接收擴(kuò)頻信號(hào)的跳頻序列匹配的脈沖響應(yīng)的匹配濾波器。正如本領(lǐng)域所公知的，可以使用具有與所述跳頻序列匹配的脈沖響應(yīng)的表面聲波(SAW)裝置。
發(fā)生裝置被體現(xiàn)為一個(gè)量度裝置32。該量度裝置32連接到解擴(kuò)器31。通常，該解擴(kuò)器31被連接到對(duì)包含在被接收擴(kuò)頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)的附加電路。
存儲(chǔ)裝置體現(xiàn)為一個(gè)移位寄存器33。該移位寄存器33連接到量度裝置32。該存儲(chǔ)裝置也可體現(xiàn)為是多個(gè)門、寄存器，或用于存儲(chǔ)量值的其他電路。
比較裝置可被體現(xiàn)為一個(gè)比較器34和一個(gè)上/下計(jì)數(shù)器35。比較器34典型地具有兩個(gè)連接到移位寄存器33的輸出端。上/下計(jì)數(shù)器35連接到比較器34的輸出端和連接到第一數(shù)字延遲裝置27和/或第二數(shù)字延遲裝置28。
第一天線11接收由第一RF/IF部分21放大的擴(kuò)頻信號(hào)。第一RF/IF部分21向第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器23輸出一個(gè)同相分量和一個(gè)正交分量。第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器23將所述同相分量和正交分量轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的同相分量和數(shù)字化的正交分量?？衫妙愃朴谙辔谎a(bǔ)償電路40的組件通過在輸出端耦合該第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器23的輸出對(duì)這些分量進(jìn)行處理。
類似地，利用第二天線12接收該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式，然后利用第二RF/IF部分22對(duì)其進(jìn)行放大和濾波。該第二RF/IF部分22具有同相分量和正交分量的輸出端，所述同相分量和正交分量被饋送到第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24。第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24的輸出26可進(jìn)入用于處理不同跳頻序列的類似于相位補(bǔ)償電路40的組件。例如，一個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)可能具有多個(gè)擴(kuò)頻信道，每個(gè)擴(kuò)頻信道由一個(gè)不同的跳頻序列定義。因此，每個(gè)組件都可用于一相應(yīng)的擴(kuò)頻信道，利用該特定的跳頻序列進(jìn)行處理。
第一數(shù)字延遲裝置27通過第一延遲對(duì)數(shù)字化擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行延遲。第一數(shù)字延遲裝置27輸出是第一延遲信號(hào)。第二數(shù)字延遲裝置28通過第二延遲對(duì)數(shù)字化的擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式進(jìn)行延遲。第二數(shù)字延遲裝置28輸出是第二延遲信號(hào)。第二數(shù)字延遲裝置28是任選的，并不是本發(fā)明的應(yīng)用所必需的。如果不包括第二數(shù)字延遲裝置28，則術(shù)語“第二延遲信號(hào)”指的是自第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24輸出的數(shù)字化的擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式。
第一求和器29把來自第一數(shù)字延遲裝置27的第一延遲信號(hào)的正交分量與來自第二數(shù)字延遲裝置28的第二延遲信號(hào)合并。該第一求和器的輸出為第一組合信號(hào)。
第二求和器30把來自第一數(shù)字延遲裝置27的同相分量與來自第二數(shù)字延遲裝置28的同相分量合并。因此，第一延遲信號(hào)的同相分量與第二延遲信號(hào)組合成第二組合信號(hào)。
解擴(kuò)裝置31把第一組合信號(hào)和第二組合信號(hào)解擴(kuò)成解擴(kuò)的同相信號(hào)和解擴(kuò)的正交信號(hào)。該解擴(kuò)的同相信號(hào)和解擴(kuò)的正交信號(hào)可由其他用于對(duì)包含在被接收擴(kuò)頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)的處理裝置(未示出)處理。
量度裝置32根據(jù)所述解擴(kuò)的同相信號(hào)和解擴(kuò)的正交信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)量值。該量值可以是根據(jù)解擴(kuò)的同相信號(hào)和解擴(kuò)的正交信號(hào)確定的絕對(duì)值，或是該解擴(kuò)的同相信號(hào)的平方加該解擴(kuò)的正交信號(hào)的平方。可以使用能建立確定相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度值的相同功能的其他量度。該量值的功能是把一當(dāng)前量值的信號(hào)強(qiáng)度與一在先量值進(jìn)行比較。
移位寄存器33存儲(chǔ)該在先量值和該當(dāng)前量值，以便可由比較器34做出比較。當(dāng)把該該在先量值與該當(dāng)前量值進(jìn)行比較時(shí)，比較器34輸出一個(gè)比較信號(hào)。該比較信號(hào)能夠控制上/下計(jì)數(shù)器35增加或減少第一數(shù)字延遲裝置27的延遲?？蛇x擇地，該上/下計(jì)數(shù)器35可增加或減少第二數(shù)字延遲裝置28的延遲。
本發(fā)明還包括一種使具有多路徑的擴(kuò)頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度最大的方法，它包括接收該擴(kuò)頻信號(hào)和該擴(kuò)頻信號(hào)的一個(gè)相控形式的步驟。通過一次延遲，相對(duì)于該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式延遲該被接收擴(kuò)頻信號(hào)，以產(chǎn)生一延遲信號(hào)。該延遲信號(hào)的同相分量和正交分量與該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式的同相分量和正交分量被組合成一個(gè)組合信號(hào)的同相分量和正交分量，和該組合信號(hào)被解擴(kuò)成解擴(kuò)信號(hào)的同相分量和正交分量。
該方法包括根據(jù)所述解擴(kuò)信號(hào)的同相分量和正交分量產(chǎn)生一個(gè)量值，存儲(chǔ)在先量值和當(dāng)前量值。把該在先量值和當(dāng)前量值進(jìn)行比較，和根據(jù)該比較結(jié)果輸出一個(gè)比較信號(hào)。利用該比較信號(hào)改變所述延遲。
基站本發(fā)明被擴(kuò)展到基站，該新穎的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)對(duì)多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行處理。在本實(shí)施例中，接收裝置接收多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)和該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式。正如圖2所示，這種不同的相位和/或時(shí)延由來自不同路徑，諸如從不同建筑物17、18反彈回來的擴(kuò)頻信號(hào)15和該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式16所引起。典型地，如圖3，4和5所示，該接收裝置包括第一天線11和第二天線12。該接收裝置還可包括合適的RF和IF放大器和濾波器。被接收的擴(kuò)頻信號(hào)和該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式可被數(shù)字化。
如圖4所示作為延遲裝置121，延遲裝置122，。。。，延遲裝置123的延遲裝置通過多次延遲能夠相對(duì)于被接收的該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式使該被接收的多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)延遲。該被接收的多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)從而變成多個(gè)延遲信號(hào)，該多個(gè)延遲信號(hào)的每個(gè)的延遲近似地等于各個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式的延遲。一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例使用了數(shù)字信號(hào)處理。因此，該延遲裝置將包括諸如移位寄存器的數(shù)字延遲裝置?？商鎿Q地，模擬電路將使用模擬延遲裝置，或相移器。
如圖4所示作為合并器14的合并裝置把所述多個(gè)延遲信號(hào)和多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式合并成一個(gè)組合信號(hào)。該合并裝置的輸出可以包括合適的RF電路和/或IF電路124。
多個(gè)延遲信號(hào)中的每一個(gè)和多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的各自相控形式的每一個(gè)分別具有相同的相位或時(shí)延。這樣，延遲信號(hào)的同相分量與擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式的同相分量合并，該延遲信號(hào)的正交分量與該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式的正交分量合并。
解擴(kuò)裝置把所述組合信號(hào)解擴(kuò)成多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)。如圖4所示，這可通過使用多個(gè)解擴(kuò)裝置131，132，…，133完成。每個(gè)解擴(kuò)裝置可使用一個(gè)積檢測(cè)器或混合器利用與一特定信道的被接收擴(kuò)頻信號(hào)匹配的一個(gè)跳頻序列實(shí)現(xiàn)?？商鎿Q地，該解擴(kuò)器也可利用一個(gè)具有與該特定信道的被接收擴(kuò)頻信號(hào)的跳頻序列匹配的脈沖函數(shù)的諸如表面聲波(SAW)裝置的匹配濾波器實(shí)現(xiàn)。用于解擴(kuò)擴(kuò)頻信號(hào)的積檢測(cè)裝置、混合器、數(shù)字信號(hào)處理器和SAW裝置是本技術(shù)領(lǐng)域所公知的。
控制裝置可以包括發(fā)生裝置，存儲(chǔ)裝置，和比較裝置。發(fā)生裝置能夠根據(jù)多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)量值。存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)由發(fā)生裝置產(chǎn)生的多個(gè)在先量值和多個(gè)當(dāng)前量值。比較裝置把該多個(gè)在先量值與該多個(gè)當(dāng)前量值進(jìn)行比較，和輸出多個(gè)比較信號(hào)。圖3中示出了所述發(fā)生裝置，存儲(chǔ)裝置和比較裝置的一個(gè)實(shí)施例。
響應(yīng)所述多個(gè)比較信號(hào)，延遲裝置分別對(duì)多個(gè)延遲進(jìn)行改變。圖4簡(jiǎn)要地示出了控制電路141，142，…，143是如何分別與延遲裝置121，122，…，123連接的。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚的，圖4所示的控制電路可以利用圖3中用于每個(gè)擴(kuò)頻信道的電路實(shí)現(xiàn)。
圖5示出了一個(gè)替換實(shí)施例，它具有一個(gè)連接到天線11的信號(hào)延遲裝置13。還示出了一個(gè)經(jīng)延遲裝置13連接到天線11的RF/IF放大器21，和一個(gè)連接到天線12的RF/IF放大器22。在圖5中，由跳頻序列g(shù)1(t)，g2(t)，…，gk(t)定義的每個(gè)擴(kuò)頻信道通過用于多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)解擴(kuò)器151，152，…，153被解擴(kuò)。類似地，利用跳頻序列g(shù)1(t)，g2(t)，…，gk(t)，該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式由多個(gè)解擴(kuò)器161，162，…，163解擴(kuò)。
延遲裝置13通過一次延遲，相對(duì)于被接收的多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式延遲該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)，由此以產(chǎn)生多個(gè)延遲信號(hào)。
合并裝置153把該多個(gè)延遲信號(hào)與該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式合并成一個(gè)組合信號(hào)。響應(yīng)該組合信號(hào)，控制電路166改變延遲裝置13的延遲。
在使用中，該相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)和方法可被使用在基站或遠(yuǎn)端單元中。由相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)和方法接收的擴(kuò)頻信號(hào)由第一天線11和第二天線12接收，由第一和第二RF/IF部分21，22處理，并由第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器23和第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。最好，使用數(shù)字信號(hào)處理并被包括在專用集成電路(ASIC)中。來自第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器23的數(shù)字化擴(kuò)頻信號(hào)最好相對(duì)于來自第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24的數(shù)字化的擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式被延遲。利用上/下計(jì)數(shù)器35對(duì)第一數(shù)字延遲裝置27進(jìn)行調(diào)整，直到所述數(shù)字化擴(kuò)頻信號(hào)與所述數(shù)字化的擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式之間的相位和或/時(shí)延接近一致為止。響應(yīng)比較器34對(duì)存儲(chǔ)在寄存器33中的當(dāng)前量值和在先量值的比較，上/下計(jì)數(shù)器35的變化使得調(diào)整發(fā)生。
這樣，擴(kuò)頻信號(hào)和該擴(kuò)頻信號(hào)的相控形式被接收，按中頻或基頻被處理，和被數(shù)字化。各同相和正交分量被使用，并被延遲和被相加。復(fù)合同相分量和正交分量然后被解擴(kuò)。然后提取該被解擴(kuò)擴(kuò)頻信號(hào)的量值；它表示所需信號(hào)的功率或信號(hào)強(qiáng)度。當(dāng)前量值和在先量值被輸入到移位寄存器33并通過比較器34進(jìn)行比較。比較器34通知上/下計(jì)數(shù)器35按增加或減少(即上或下)計(jì)數(shù)，由此對(duì)延遲進(jìn)行控制。這樣，計(jì)數(shù)的增加可能使延遲增加，相反，計(jì)數(shù)的減少可能使延遲減少。為了更有效，上/下計(jì)數(shù)器35可以使用各種控制算法。
相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)控制由第一天線11和第二天線12在最強(qiáng)多路徑的方向上形成的天線束的方向。這一功能能被連續(xù)地執(zhí)行，以便連續(xù)地搜尋最佳多路徑。這種天線束的控制能在基站和手機(jī)(即遠(yuǎn)端用戶單元)進(jìn)行。
可以對(duì)本發(fā)明的基站相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)和方法做出各種改進(jìn)，而不脫離本發(fā)明的范圍和精神，這對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。本發(fā)明是要覆蓋落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的基站相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)和方法的各種改良和變異以及它們的等效物。
權(quán)利要求
1.一種相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)包括分別接收多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)和該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式的裝置；通過一次延遲，相對(duì)于多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式延遲所述多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)，由此以產(chǎn)生多個(gè)延遲信號(hào)的裝置；把多個(gè)延遲信號(hào)解擴(kuò)成第一多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)的第一裝置；把多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式解擴(kuò)成第二多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)的第二裝置；把第一多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)和第二多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)合并成一組合信號(hào)的裝置；和響應(yīng)所述組合信號(hào)，用于改變所述延遲裝置的該次延遲的控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，所述控制裝置包括根據(jù)組合信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)量值的裝置；存儲(chǔ)由所述產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的在先量值和當(dāng)前量值的裝置；和把該在先量值與該當(dāng)前量值比較，輸出一個(gè)比較信號(hào)的裝置，所述延遲裝置響應(yīng)該比較信號(hào)，改變時(shí)延。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，所述接收裝置包括用于接收多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的第一天線；與所述第一天線連接的第一多個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)所述多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)數(shù)字化；用于接收所述多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式的第二天線；與所述第二天線連接的第二多個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)所述多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式數(shù)字化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，其中所述延遲裝置包括一個(gè)與所述接收裝置連接的數(shù)字延遲裝置，用于通過第一延遲延遲多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)，由此產(chǎn)生第一多個(gè)延遲信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，其中所述延遲裝置包括與所述接收裝置連接的第一數(shù)字延遲裝置，用于通過第一延遲延遲所述多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)，由此產(chǎn)生第一多個(gè)延遲信號(hào)；與所述接收裝置連接的第二數(shù)字延遲裝置，用于通過第二延遲延遲多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式的相位，由此產(chǎn)生第二多個(gè)延遲信號(hào)；和其中所述第一解擴(kuò)裝置對(duì)第一多個(gè)延遲信號(hào)進(jìn)行解括，而第二解擴(kuò)裝置對(duì)第二多個(gè)延遲信號(hào)進(jìn)行解括。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，其中所述合并裝置包括與所述第一和第二解擴(kuò)裝置連接的第一求和器，用于把第一和第二多個(gè)被解擴(kuò)信號(hào)的正交分量合并成第一組合信號(hào)；與所述第一和第二解擴(kuò)裝置連接的第二求和器，用于把第一和第二多個(gè)被解擴(kuò)信號(hào)的同相分量合并成第二組合信號(hào)；其中所述產(chǎn)生裝置根據(jù)該第一組合信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，其中所述第一解擴(kuò)裝置包括與所述接收裝置連接的多個(gè)解擴(kuò)裝置，用于把多個(gè)延遲信號(hào)解擴(kuò)成第一多個(gè)被解擴(kuò)同相信號(hào)和第一多個(gè)被解擴(kuò)正交信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，其中所述產(chǎn)生裝置包括一個(gè)與所述合并裝置連接的量度裝置，用于產(chǎn)生組合信號(hào)的量值。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)裝置包括一個(gè)與所述產(chǎn)生裝置連接的移位寄存器，用于存儲(chǔ)在一先量值和一當(dāng)前量值。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)，其中所述比較裝置包括一個(gè)比較器，其具有與所述存儲(chǔ)裝置連接的至少兩個(gè)輸入端，所述比較器響應(yīng)把該在先量值與該當(dāng)前量值進(jìn)行比較，用于輸出一個(gè)比較信號(hào)；和一個(gè)與所述比較器和所述延遲裝置連接的計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器器響應(yīng)該比較信號(hào)，用于改變所述延遲裝置的時(shí)延。
全文摘要
一種相控陣擴(kuò)頻系統(tǒng)使具有多路徑的擴(kuò)頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度最大。RF/IF部分(22)接收該多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式。數(shù)字延遲裝置(27，28)通過多個(gè)延遲，相對(duì)于多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)相控形式延遲所接收的擴(kuò)頻信號(hào)。求和器(29，30)把被延遲擴(kuò)頻信號(hào)和它們的相控信號(hào)合并成多個(gè)組合信號(hào)。解擴(kuò)器(31)把該組合信號(hào)解擴(kuò)成多個(gè)解擴(kuò)信號(hào)。量度裝置(32)根據(jù)該解擴(kuò)信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)量值。移位寄存器(33)存儲(chǔ)由量度裝置(32)在先和當(dāng)前產(chǎn)生的多個(gè)在先量值和當(dāng)前量值。比較器(34)把該在先量值與該當(dāng)前量值進(jìn)行比較，并輸出多個(gè)比較信號(hào)。數(shù)字延遲裝置(27，28)響應(yīng)該比較信號(hào)增加或縮短所述多個(gè)延遲。
文檔編號(hào)H04B1/69GK1392676SQ0114000
公開日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2001年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月28日
發(fā)明者唐納德L·希林 申請(qǐng)人:交互數(shù)字技術(shù)公司