專利名稱：非對稱的正向/反向傳輸帶寬的制作方法
本專利申請是申請日為2000年2月10日、申請?zhí)枮?0801367.5的中國專利申請的分案申請，后者對應(yīng)國際公開號(hào)為WO 01/59949的國際申請PCT/US00/03332。
本發(fā)明涉及無線數(shù)字通信系統(tǒng)，特別涉及一個(gè)用戶單元和一個(gè)基站使用不同帶寬彼此通信的碼分多址(CDMA)系統(tǒng)。
CDMA系統(tǒng)提供了射頻頻譜有限帶寬的一種有效使用，從而與使用時(shí)分多址和頻分多址等其他技術(shù)的通信系統(tǒng)相比，能夠以較小的信號(hào)失真進(jìn)行較大量的信息傳輸。
在CDNA通信系統(tǒng)中，在發(fā)射器上的信息信號(hào)與在該系統(tǒng)使用的整個(gè)帶寬上對信息擴(kuò)頻的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼混合。將擴(kuò)頻信號(hào)上變頻成傳輸?shù)纳漕l信號(hào)。由相同的偽隨機(jī)碼識(shí)別的一個(gè)接收器將所發(fā)送的擴(kuò)頻信號(hào)下變頻，并將該下變頻信號(hào)與對原始信息信號(hào)擴(kuò)頻所使用的相同的偽隨機(jī)碼混合，來再現(xiàn)原始的信息信號(hào)。
圖1示出一種現(xiàn)有技術(shù)的CDMA通信系統(tǒng)。這個(gè)通信系統(tǒng)具有多個(gè)基站201，202-20n，這些基站經(jīng)由一個(gè)地區(qū)公共交換電話網(wǎng)(PSTN)通過陸地通信線路連接，或者由一個(gè)無線鏈路連接。每個(gè)基站201，202…20n使用擴(kuò)頻CDMA傳輸，與在它的蜂窩式區(qū)域中設(shè)置的移動(dòng)式和現(xiàn)場用戶單元站221，222…22n通信。
在一個(gè)典型的現(xiàn)有技術(shù)的CDMA系統(tǒng)中，基站向用戶單元傳輸使用的下行鏈路帶寬與用戶單元向基站傳輸使用的上行鏈路帶寬是相同的。在上行鏈路和下行鏈路的數(shù)據(jù)量大體相等時(shí)，例如在語音通信的情況下，帶寬的這種對稱的分配是適當(dāng)?shù)?。然而，在某些通信情況中，對上行和下行鏈路的傳輸分配相等的帶寬，對于一個(gè)無線通信提供者所擁有的有限射頻頻譜來說，使用效率較低。例如，使用互聯(lián)網(wǎng)的用戶一般發(fā)送可能包括互聯(lián)網(wǎng)的地址、查詢項(xiàng)目和對詢問的鍵入回答等的有限量的數(shù)據(jù)。相反，一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器一般應(yīng)答一個(gè)用戶要求，而該用戶接收大量的文本、圖形和其他形式的數(shù)據(jù)。此時(shí)，向從基站到用戶的傳輸鏈路提供較大的下行鏈路帶寬，向從用戶到基站的傳輸鏈路提供較小的上行鏈路帶寬，這樣可使向通信提供者分配的整個(gè)帶寬得到更有效的使用。雖然在非對稱的帶寬通信中使用的整個(gè)帶寬與上行和下行鏈路帶寬相同的情況時(shí)是一致的，但是在非對稱的通信中，在不犧牲以較低的速率發(fā)送有限數(shù)據(jù)量的上行信道的性能的情況下，通過使用更多的下行信道而占有較大的帶寬，能夠較快地發(fā)送數(shù)據(jù)。
在一個(gè)典型的現(xiàn)有技術(shù)的CDMA系統(tǒng)中，一個(gè)用戶單元產(chǎn)生每29,877,120個(gè)時(shí)鐘周期重復(fù)的一個(gè)偽隨機(jī)擴(kuò)頻序列。整個(gè)的序列在技術(shù)上稱為信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間(epoch)。圖2示出產(chǎn)生一個(gè)偽隨機(jī)序列的一種現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)200。將一數(shù)據(jù)時(shí)鐘202提供給一個(gè)第一代碼發(fā)生器204，它產(chǎn)生一個(gè)233，415碼片的偽隨機(jī)序列，并提供給一個(gè)第二代碼發(fā)生器206，它產(chǎn)生一個(gè)128碼片的偽隨機(jī)序列。這兩個(gè)發(fā)生器的輸出組合，產(chǎn)生233，415×128＝29,877,120個(gè)碼片長的偽隨機(jī)序列。在該序列的結(jié)尾，代碼發(fā)生器204和206使代碼從序列的開頭重新開始。
在一個(gè)用戶單元首次開始傳輸時(shí)，其偽隨機(jī)序列是自由運(yùn)行的。它的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間與在基站發(fā)生的偽隨機(jī)序列的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間不同步。因此，基站必須搜索用戶單元的偽隨機(jī)碼的開始，這是一個(gè)消耗時(shí)間的過程。
在上述的一種現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，不同的帶寬的使用意味著，偽隨機(jī)擴(kuò)頻序列對于上行和下行鏈路以不同的速率定時(shí)控制。圖3示出上行鏈路120和下行鏈路100的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間開始點(diǎn)，在此下行鏈路時(shí)鐘速率是上行鏈路的兩倍。如圖所示，上行鏈路信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的開始點(diǎn)122和124每隔一個(gè)與下行鏈路的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間開始點(diǎn)102和106對齊。這產(chǎn)生一種模糊性，即，要解碼下行鏈路數(shù)據(jù)的用戶單元不知道下行鏈路信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的開始。對于在上行鏈路信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間中開始的一個(gè)下行鏈路的傳輸，所述上行鏈路的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間開始于122，下行鏈路的開始點(diǎn)可能是102或104。這個(gè)模糊性使得用戶單元搜索整個(gè)的序列來發(fā)現(xiàn)開始點(diǎn)。這個(gè)過程耗費(fèi)不可接收的大量時(shí)間，因此使得這樣使用非對稱帶寬是不實(shí)際的。
因此，需要一種CDMA系統(tǒng)，在這樣的系統(tǒng)中，在上行鏈路的帶寬不同于下行鏈路的帶寬時(shí)，上行和下行鏈路的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼仍是同步的。
本發(fā)明使得能夠進(jìn)行上行和下行鏈路發(fā)送帶寬不相等的CDMA通信。上行和下行信道之間傳輸?shù)男畔⒘坎怀杀壤龝r(shí)，傳輸帶寬的非對稱的分配是有優(yōu)越性的。在本發(fā)明的系統(tǒng)中，較大的帶寬必須是較小帶寬的整數(shù)倍。這個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)基站和一個(gè)用戶單元，它們各具有兩個(gè)能夠分開定時(shí)的偽隨機(jī)代碼發(fā)生器，兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)時(shí)鐘，和能夠以不同的速率讀出和寫入數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)器接口。通過在較高的速度鏈路的一個(gè)完全碼序列的終止時(shí)截?cái)噍^低速度鏈路的碼序列，取得上行和下行鏈路偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼的對齊。
通過以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)會(huì)更加明了。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的CDMA系統(tǒng)的說明；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的偽隨機(jī)碼序列發(fā)生器的方框圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中不同帶寬的上行和下行鏈路的擴(kuò)展碼信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的示意圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的不同帶寬的上行和下行鏈路的擴(kuò)展碼信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明形成的一個(gè)偽隨機(jī)碼序列發(fā)生器的方框圖；圖6是是根據(jù)本發(fā)明形成的一個(gè)基站的方框圖。
下面參照


優(yōu)選實(shí)施例。所有圖中的相同標(biāo)號(hào)表示相同的元件。
本發(fā)明允許在一個(gè)CDMA系統(tǒng)中進(jìn)行通信，所述系統(tǒng)的上行和下行鏈路帶寬是不同的，并且彼此成整數(shù)倍。圖3說明的問題是，在通信的一側(cè)，例如下行鏈路100的偽隨機(jī)碼序列的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間比通信的另一側(cè)，例如上行鏈路120的短時(shí)，造成信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間開始點(diǎn)的模糊性。通過在較大的帶寬側(cè)的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的終止時(shí)將通信的較小的帶寬側(cè)的偽隨機(jī)碼序列截?cái)?，來解決這個(gè)問題。
圖4示出上行鏈路420和下行鏈路400的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間開始點(diǎn)，其中的下行鏈路時(shí)鐘速率和帶寬是上行鏈路的兩倍。如圖所示，完全的上行鏈路的偽隨機(jī)序列430的開始點(diǎn)422和424是每隔一個(gè)地與完全的下行鏈路偽隨機(jī)序列410的開始點(diǎn)402和406對齊。為了保持在每個(gè)偽隨機(jī)序列的開始點(diǎn)之間的對齊，本發(fā)明在較高的重復(fù)速率的下行鏈路的序列重新開始的點(diǎn)426上截?cái)噍^小的帶寬信號(hào)的偽隨機(jī)序列。這樣一來，在本發(fā)明中，帶有較小帶寬和較小數(shù)據(jù)速率的通信側(cè)產(chǎn)生一個(gè)截?cái)嗟膫坞S機(jī)序列428，后者包括在完整的偽隨機(jī)碼序列430中存在的碼片數(shù)的幾分之一。在圖4所示的例子中，下行和上行鏈路的帶寬比例是2∶1。因此，上行鏈路428的偽隨機(jī)序列應(yīng)包含完全的序列430中的碼片數(shù)的正好一半。在帶寬比是3∶1時(shí)，較小的帶寬序列是這個(gè)完全的序列的三分之一，對其它帶寬比依此類推。
見圖5，在此示出一個(gè)偽隨機(jī)序列發(fā)生器500，它能夠根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生一個(gè)截?cái)嗟男蛄?。偽隨機(jī)序列發(fā)生器500包括一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)鐘502，一個(gè)計(jì)數(shù)器508，一個(gè)復(fù)位裝置510和兩個(gè)偽隨機(jī)代碼發(fā)生器504和506。本領(lǐng)域的技術(shù)人員都理解，時(shí)鐘周期的所需數(shù)目取決于帶有較大帶寬的通信側(cè)。因此這個(gè)計(jì)數(shù)經(jīng)由一個(gè)計(jì)數(shù)輸入線路512輸入到計(jì)數(shù)器508。計(jì)數(shù)器508被加載，計(jì)算由數(shù)據(jù)時(shí)鐘502輸出的時(shí)鐘周期的數(shù)。在已經(jīng)過了時(shí)鐘周期的要求的數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器508向復(fù)位裝置510發(fā)出信號(hào)，將兩個(gè)代碼發(fā)生器504和506復(fù)位。
發(fā)生器504發(fā)生的偽隨機(jī)序列含有223,415個(gè)碼片。這個(gè)序列可被3，5，7，9，13和19整除。由發(fā)生器506產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列含有128碼片。這個(gè)序列可被128和小于128的2的倍數(shù)整除。因此，29,877,120個(gè)碼片的完整的偽隨機(jī)序列可被2，3，4，5以及128和223,415的因子的其他組合整除。對匹配這些因子的上行/下行鏈路的帶寬比，能夠精確截?cái)嗤暾蛄?。本發(fā)明使得能夠在高帶寬側(cè)正在完成它的偽隨機(jī)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的同時(shí)，在通信的低帶寬側(cè)完成它的截?cái)嗟膫坞S機(jī)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)基站300?；?00包括一個(gè)接收器部分302，一個(gè)發(fā)射器部分304和一個(gè)調(diào)制解調(diào)器接口單元318。調(diào)制解調(diào)器接口318提供在基站300的接收器部分302和發(fā)射器部分304與用戶之間的一個(gè)接口。調(diào)制解調(diào)器接口單元318具有一個(gè)能夠以不同的速率讀出和寫入數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和時(shí)鐘控制。這通過使用不同的和可調(diào)的時(shí)鐘速度可以達(dá)到。這些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的。
天線306接收用戶單元的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)由帶通濾波器308濾波。濾波器308的輸出由混頻器310下變頻成使用固定頻率(Fc)的本機(jī)振蕩器的基帶信號(hào)?；祛l器310的輸出通過向在偽隨機(jī)接收機(jī)(Rx)序列發(fā)生器314內(nèi)的混頻器312上施加一個(gè)偽隨機(jī)序列，在每個(gè)調(diào)制解調(diào)器上被擴(kuò)頻解碼。然后混頻器312的輸出發(fā)送到調(diào)制解調(diào)器接口單元318。
為了發(fā)射，從調(diào)制解調(diào)器接口單元318接收一個(gè)基帶信號(hào)。最好是使用一個(gè)32(kb/s)的自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)信號(hào)。這個(gè)ADPCM或脈碼調(diào)制(PCM)信號(hào)被加到在偽隨機(jī)發(fā)射器(Tx)序列發(fā)生器324內(nèi)的混頻器322?；祛l器322將ADPCM或PCM數(shù)據(jù)信號(hào)與偽隨機(jī)Tx序列相乘?；祛l器328的輸出被加到低通濾波器326。濾波器326的輸出被加到混頻器328，并適當(dāng)上變頻。上變頻的信號(hào)通過帶通濾波器330，到驅(qū)動(dòng)天線334的寬帶射頻放大器332。雖然，圖示的是兩個(gè)天線306和334，但是優(yōu)選的實(shí)施例包括一個(gè)雙工器和用于發(fā)射和接收的僅一個(gè)天線。
數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)336控制搜索過程以及偽隨機(jī)Rx和Tx序列發(fā)生器314和324。根據(jù)本發(fā)明，偽隨機(jī)Rx和Tx序列發(fā)生器314和324是由DSP 336獨(dú)立分別地控制時(shí)鐘的。因此，偽隨機(jī)Rx和Tx序列發(fā)生器314和324的數(shù)據(jù)時(shí)鐘(未示出)是分開的和獨(dú)立的。
為了建立一個(gè)鏈路，基站300和用戶單元必須知道上行和下行鏈路120和100使用什么碼片速率。在每個(gè)呼叫建立時(shí)，在基站300和用戶單元之間可以通過彼此發(fā)送含有該信息的消息，以交換該信息。另外，包括上行和下行鏈路120和100傳輸使用的碼片速率的這個(gè)信息，也可以是在用戶單元和基站300內(nèi)編程的一個(gè)系統(tǒng)參數(shù)。
雖然通過特定實(shí)施例已對本發(fā)明詳細(xì)地進(jìn)行了說明，但這些細(xì)節(jié)是為了說明，不是限定性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不偏離本文教導(dǎo)和說明的本發(fā)明原理的精神和范圍內(nèi)，對結(jié)構(gòu)和工作方式可以進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種在上行和下行數(shù)據(jù)鏈路中都利用擴(kuò)展碼序列的通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有第一帶寬的下行數(shù)據(jù)鏈路，利用所述第一帶寬，以第一數(shù)據(jù)速率傳送第一反覆的代碼序列；具有第二帶寬的上行數(shù)據(jù)鏈路，利用所述第二帶寬，以第二數(shù)據(jù)速率傳送第二反覆的代碼序列，所述第二帶寬大于所述第一帶寬；與所述下行鏈路通信的第一產(chǎn)生器，所述第一產(chǎn)生器輸出所述第一代碼序列；以及與所述上行鏈路通信的第二產(chǎn)生器，所述第二產(chǎn)生器輸出所述第二代碼序列，其中當(dāng)每一次所述第二代碼序列重覆的時(shí)候，即截?cái)嗨龅谝淮a序列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二帶寬是所述第一帶寬的整數(shù)倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是一種碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)。
4.一種在上行和下行數(shù)據(jù)鏈路中都利用擴(kuò)展碼序列的通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有第一帶寬的下行數(shù)據(jù)鏈路，利用所述第一帶寬，以第一數(shù)據(jù)速率傳送第一反覆的代碼序列；具有第二帶寬的上行數(shù)據(jù)鏈路，利用所述第二帶寬，以第二數(shù)據(jù)速率傳送第二反覆的代碼序列，所述第一帶寬大于所述第二帶寬；與所述下行鏈路通信的第一產(chǎn)生器，所述第一產(chǎn)生器輸出所述第一代碼序列；以及與所述上行鏈路通信的第二產(chǎn)生器，所述第二產(chǎn)生器輸出所述第二代碼序列，其中當(dāng)每一次所述第一代碼序列重覆的時(shí)候，即截?cái)嗨龅诙a序列。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述第一帶寬是所述第二帶寬的整數(shù)倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是一種碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)。
7.一種在上行和下行數(shù)據(jù)鏈路中都利用擴(kuò)展碼序列的通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括基站；用戶單元，通過具有第一帶寬的下行數(shù)據(jù)鏈路以及具有第二帶寬的上行數(shù)據(jù)鏈路與所述基站通信；所述下行數(shù)據(jù)鏈路利用所述第一帶寬，以第一數(shù)據(jù)速率傳送第一反覆的代碼序列；所述上行數(shù)據(jù)鏈路其系利用所述第二帶寬，以第二數(shù)據(jù)速率傳送第二反覆的代碼序列，而且所述第二帶寬大于所述第一帶寬；與所述下行鏈路通信的第一產(chǎn)生器，所述第一產(chǎn)生器輸出所述第一代碼序列；以及與所述上行鏈路通信的第二產(chǎn)生器，所述第二產(chǎn)生器輸出所述第二代碼序列，其中當(dāng)每一次所述第二代碼序列重覆的時(shí)候，即截?cái)嗨龅谝淮a序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第二帶寬是所述第一帶寬的整數(shù)倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是一種碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)。
10.一種在上行和下行數(shù)據(jù)鏈路中都利用擴(kuò)展碼序列的通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括基站；用戶單元，通過具有第一帶寬的下行數(shù)據(jù)鏈路以及具有第二帶寬的上行數(shù)據(jù)鏈路與所述基站通信；所述下行數(shù)據(jù)鏈路利用所述第一帶寬，以第一數(shù)據(jù)速率傳送第一反覆的代碼序列；所述上行數(shù)據(jù)鏈路其系利用所述第二帶寬，以第二數(shù)據(jù)速率傳送第二反覆的代碼序列，而且所述第一帶寬大于所述第二帶寬；與所述下行鏈路通信的第一產(chǎn)生器，所述第一產(chǎn)生器輸出所述第一代碼序列；以及與所述上行鏈路通信的第二產(chǎn)生器，所述第二產(chǎn)生器輸出所述第二代碼序列，其中當(dāng)每一次所述第一代碼序列重覆的時(shí)候，即截?cái)嗨龅诙a序列。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述第一帶寬是所述第二帶寬的整數(shù)倍。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是一種碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)。
13.一種在上行和下行數(shù)據(jù)鏈路中都利用擴(kuò)展碼序列的通信方法，所述方法包括分配第一帶寬給下行數(shù)據(jù)鏈路；分配第二帶寬給上行數(shù)據(jù)鏈路，所述第二帶寬大于所述第一帶寬；施以第一反覆的代碼序列，以在下行鏈路中以第一數(shù)據(jù)速率傳輸資料；施以第二反覆的代碼序列，以在上行鏈路中以第二數(shù)據(jù)速率傳輸資料；以及當(dāng)每一次所述第二代碼序列重覆的時(shí)候，即截?cái)嗨龅谝淮a序列。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第二帶寬是所述第二帶寬的整數(shù)倍。
15.一種在上行和下行數(shù)據(jù)鏈路中都利用擴(kuò)展碼序列的通信方法，所述方法包括分配第一帶寬給下行數(shù)據(jù)鏈路；分配第二帶寬給上行數(shù)據(jù)鏈路，所述第一帶寬大于所述第二帶寬；施以第一反覆的代碼序列，以在下行鏈路中以第一數(shù)據(jù)速率傳輸資料；施以第二反覆的代碼序列，以在上行鏈路中以第二數(shù)據(jù)速率傳輸資料；以及當(dāng)每一次所述第一代碼序列重覆的時(shí)候，即截?cái)嗨龅诙a序列。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一帶寬是所述第二帶寬的整數(shù)倍。
全文摘要
一種無線通信系統(tǒng)，使用上行和下行鏈路傳輸帶寬不等的碼分多址信息傳輸技術(shù)。較大的帶寬是較低的帶寬的整數(shù)倍。本系統(tǒng)要求基站和用戶單元具有兩個(gè)能夠分開定時(shí)控制的偽隨機(jī)代碼發(fā)生器。通過在較大的速度鏈路的完全的碼序列終止時(shí)截?cái)噍^小的速度鏈路的碼序列，取得上行和下行鏈路的偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼的對齊。
文檔編號(hào)H04J13/02GK1525655SQ20041000245
公開日2004年9月1日 申請日期2000年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月10日
發(fā)明者法蒂·奧茲盧圖爾克, 法蒂 奧茲盧圖爾克 申請人:交互數(shù)字技術(shù)公司