專利名稱：：用于通過(guò)單條電纜處理多個(gè)公共頻率信號(hào)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉艦頻(RF)傳輸和與此相關(guān)的信號(hào)鵬的領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明關(guān)于一種用于處理在公共頻率上通過(guò)單條射頻(RF)電纜饋送的多個(gè)信號(hào)的方法和裝置，其具有或者不具有一個(gè)或多個(gè)放大器，并且用于前向或者反向鏈路傳輸。
背景技術(shù)：
：在RF傳輸?shù)念I(lǐng)域內(nèi)，存在許多關(guān)于部件成本及其可靠性的問題。當(dāng)考慮典型的天線結(jié)構(gòu)和與這樣的天線結(jié)構(gòu)相關(guān)的RF電路元件時(shí)，情況尤其如此。由于其暴露在風(fēng)、降水和溫度極限下，所以大多數(shù)的天線結(jié)構(gòu)固有地是與環(huán)境不相適應(yīng)的。這樣的環(huán)境困難經(jīng)常導(dǎo)致位于天線上的RF電路元件過(guò)早損壞，從而需要^t車輛外出并且需要費(fèi)用很大的技術(shù)人員的時(shí)間。而且，一些RF電路元件被認(rèn)為更易受故障損壞。ltW卜，由于物理檢修上的困難性，在天線桿頂或Pf^i方燈RF電路元件會(huì)帶來(lái)后勤方面的(如果不是安全性的話)顧慮。在拆卸桿頂以便隨后修理是檢修的唯一方式的情況下，將出現(xiàn)顯著的系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間。因此，RF系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者總是在尋找減少在天線和桿頂方燈大功率的(并且可靠性相對(duì)較低的)RF電路元件的方式。除物理上的考慮之外，RF系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者也必須力爭(zhēng)保持系統(tǒng)損耗為最低。在多扇區(qū)化的許多射頻傳輸系統(tǒng)(例如但不限于，碼分多址(CDMA)系統(tǒng))內(nèi)的天線結(jié)構(gòu)典型地包括需要用于每個(gè)扇區(qū)的高功率放大器(HPA)的技術(shù)。對(duì)本申請(qǐng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)理解，其中使用的術(shù)語(yǔ)"天線結(jié)構(gòu)"應(yīng)該解讀為包括任何天線本身或者還可以包括塔、大廈、^s:撐給定天線的類似物理手段。由于HPA元件的低可靠性，故HPA正常情況下是位于天線結(jié)構(gòu)的基部。因?yàn)閊t信號(hào)都穿過(guò)給定的HPA，所以這Ht征(aspect)需要多趟地把RF電纜敷設(shè)到在天線桿頂上的天線端口。經(jīng)常，這樣的多扇區(qū)系統(tǒng)還包括例如波束分離和定向天線陣列的特性，其更進(jìn)一步使天線塔本身被必需的RF敷設(shè)電纜塞滿。除了重量考慮以外，隨著RF電纜敷設(shè)的增加，風(fēng)力載荷變?yōu)橐粋€(gè)越來(lái)越受關(guān)注的問題。在發(fā)生例如冰堆積和/或大風(fēng)的環(huán)境事件的情況下，采用RF電纜敷設(shè)形式的很大的表面面積可以導(dǎo)致該天線結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重故障。因此，所需要的是這樣一種方式，其中對(duì)于一個(gè)RF系統(tǒng)(例如但不限于CDMA系統(tǒng))的與天線有關(guān)的部分(即，桿頂)，除去了昂貴的、大功率(但低可靠性)的RF電路元件。皿一步地，所需要的是一種減少多趟RF電纜敷設(shè)的方式。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種用于i!31單條RF電纜來(lái)處理占用公共頻率的多個(gè)信號(hào)的方法和裝置。本發(fā)明的方法和裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)HPA，其位于用于前向鏈路傳輸?shù)奶炀€結(jié)構(gòu)的基部。在反向鏈路傳輸?shù)那樾蜗?，本發(fā)明的方法和裝置不需要位于天線結(jié)構(gòu)基部的HPA，但是卻需要位于天線結(jié)構(gòu)桿頂?shù)那爸梅糯笃鳌?yīng)當(dāng)理解，這樣的前置放大器功率相對(duì)較低，因此對(duì)于方j(luò)(g在桿頂上具有適宜的可靠性，而不損害本發(fā)明的價(jià)值。在具有不同信號(hào)(在公共頻率上)的天線結(jié)構(gòu)的基部使用多個(gè)HPA的情況下，該HPA被定位在合并這對(duì)言號(hào)并且把它們麟到單條RF電纜之前。在〗柳單個(gè)HPA的、可替代的情況下，該單個(gè)HPA被定位在合并這些信號(hào)之后、但是在t驗(yàn)該合并的信號(hào)到單條RF電纜之前。這兩種情況的任何一種都非常適合于前向f淑斜專輸，并且應(yīng)當(dāng)容易地理解，在不背離本方法和裝置預(yù)定范圍的情況下，一個(gè)或多個(gè)HPA的具體位置和放置可以由于本發(fā)明給出的實(shí)現(xiàn)而變化。此外，本發(fā)明不需要甚至一個(gè)HPA的存在。更確切地，本發(fā)明的方法和^fi適合于不使用HPA的反向鏈路傳輸。在這樣的情況下，相對(duì)可靠的、低功率的前置放大^^將被定位于天線結(jié)構(gòu)的天線桿頂。本發(fā)明通過(guò)以下方式而對(duì)于前向鏈路傳輸是切實(shí)可行的，艮卩在天線結(jié)構(gòu)基部合并多個(gè)信號(hào)(在S51如上所述的一個(gè)或多個(gè)HPA放大之前或之后)，經(jīng)由單條RF電纜傳輸該合并的信號(hào)到天線桿頂，并且在該多個(gè)信號(hào)被傳輸?shù)健M天線端口以從其進(jìn)fiM言號(hào)傳播之前對(duì)所合并的信號(hào)解除合并。本發(fā)明通過(guò)以下方式而對(duì)于反向鏈路傳輸是切實(shí)可行的，即在天線結(jié)構(gòu)的桿頂處使用低功率放大器預(yù)先放大多個(gè)信號(hào)之后再將其合并，經(jīng)由單條RF電纜傳輸該合并的信號(hào)到天線基部，并且在該多個(gè)信號(hào)被傳輸?shù)揭唤M輸入端口(比如，基站接收機(jī)輸入)以從其進(jìn)行信號(hào)傳輸之前對(duì)所合并的信號(hào)解除合并。本發(fā)明的關(guān)于在相同頻率內(nèi)合并多個(gè)信號(hào)并隨后對(duì)這樣的聚集信號(hào)解除合并的特征，對(duì)于RF系統(tǒng)(例如但不限于，具有桿頂HPA和RF電纜敷設(shè)的CDMA系統(tǒng))中與天線有關(guān)的部分來(lái)說(shuō)減少了昂貴的大功率RF電路元件。實(shí)際上，本發(fā)明是獨(dú)立的系統(tǒng)(即，獨(dú)立于調(diào)制格式)，在這一點(diǎn)上，任何在單條RF電纜上以公共頻率傳輸多個(gè)信號(hào)的RF系統(tǒng)將受益于在這里公開的本發(fā)明的方法和裝置。本發(fā)明的方法和裝置通過(guò)使用沃爾什(Walsh)碼和改進(jìn)的威爾金森(Wilkinson)合并器的調(diào)制/解調(diào)方案來(lái)完成。沃爾什碼調(diào)制/解調(diào)方案在下文更進(jìn)一步地論述。本發(fā)明中的基本m^對(duì)于前向或者反向鏈路是一樣的。也就是說(shuō)，出現(xiàn)在本發(fā)明范圍內(nèi)的前向和反向!!^各傳輸都包括以下有利的特征調(diào)制具有公共頻率的信號(hào)，合并這樣的信號(hào)以便沿著單條RF電纜傳遞該合并的信號(hào)，以及對(duì)該合并的信號(hào)進(jìn)行解除合并和解調(diào)，從而沒有嚴(yán)重?fù)p耗、失真或串話地重新構(gòu)成該原始信號(hào)。在前向鏈路傳輸?shù)那闆r中，具有公共頻率的多個(gè)(N)信號(hào)各自由一個(gè)短沃爾什碼相序(phasesequence)、fflil在N，入中每一個(gè)上的相應(yīng)的移相器來(lái)調(diào)制。具體地說(shuō)，該多個(gè)信號(hào)根據(jù)一個(gè)短沃爾什調(diào)制序列(在所說(shuō)明的示例中有4個(gè)碼片的長(zhǎng)度)而被移相。然后該移相信號(hào)被合并以形成一個(gè)聚集信號(hào)。接著該聚集信號(hào)通過(guò)傳遞穿過(guò)一個(gè)單個(gè)HPA而被放大?？商鎿Q地，如上所述，這對(duì)言號(hào)可以在由沃爾什碼序列調(diào)制之前被放大并且隨后被合并。這允許將放大的聚集信號(hào)傳遞穿過(guò)一個(gè)向上達(dá)天線結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的單條RF電纜。在天線桿頂，i劾文大的聚集信號(hào)經(jīng)由艦線連同修改的威爾金森合并器而被分離，然后經(jīng)由沃爾什解調(diào)方案而被解調(diào)。之后每個(gè)有關(guān)的己解調(diào)、已移相的信號(hào)被傳遞至,于從其中進(jìn)行傳播的預(yù)定的有關(guān)天線端口。在反向鏈路傳輸清況中，具有公共頻率的多個(gè)(N)信號(hào)在各個(gè)天線端口被接收，然后通51傳遞穿過(guò)位于該天線桿頂?shù)母鱾€(gè)4氏功率前置放大器而被放6大。之后針被放大的信號(hào)由一個(gè)短沃爾什碼相序、M各個(gè)移相器而被調(diào)制。具體地說(shuō)，該多個(gè)信號(hào)根據(jù)一個(gè)短沃爾什調(diào)制序列(在所說(shuō)明的示例中為4個(gè)碼片的長(zhǎng)度)而被移相。然后該移相信號(hào)被合并以形成聚集信號(hào)。這允許將放大的聚集信號(hào)傳遞穿過(guò)一個(gè)向下達(dá)天線結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的單條RF電纜。在天線結(jié)構(gòu)的基部，i^文大的聚集信號(hào)經(jīng)由延遲線連同修改的威爾金森合并器而被分離，然后經(jīng)由沃爾什解調(diào)方案而被解調(diào)。之后每個(gè)有關(guān)的已解調(diào)、已移相的信號(hào)被傳遞到一組用于進(jìn)行信號(hào)接收的輸入端口(比如，基站接收機(jī)輸入)。雖然可能按照某一種方式來(lái)^(吏用本發(fā)明，憑借lt匕方式可以安排本方法和裝置以便提供如以上所概述的信號(hào)接收或者傳輸，但為了清楚起見，以下更詳細(xì)論述的實(shí)施例將主要集中在前向鏈路。應(yīng)當(dāng)很好理解，對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，將會(huì)認(rèn)識(shí)到反向鏈路的變化也完全是在本發(fā)明預(yù)定范圍內(nèi)的。同樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到詳盡的實(shí)現(xiàn)將需要電路細(xì)節(jié)，M下面只以一般性的術(shù)語(yǔ)討論。此外，任何這樣的是為了清楚地說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1是一個(gè)方框圖，說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明被合并和恢復(fù)的兩個(gè)公共載波信弓圖1A是一個(gè)方框圖，說(shuō)明了在圖l中示出的圖的一不同的輸入部分，其包括用于本發(fā)明的前向鏈路配置的多個(gè)放大器。圖1B是一個(gè)方框圖，說(shuō)明了在圖1中示出的圖的另一不同的輸入部分，其包括用于本發(fā)明的前向鏈路配置的單個(gè)放大器。圖1C是一個(gè)方框圖，說(shuō)明了在圖1中示出的圖的一不同的輸出部分，其包括用于本發(fā)明的反向配置的多個(gè)放大器。圖2是一個(gè)流程圖，覆蓋了對(duì)出現(xiàn)在圖1中不同階段的信號(hào)處理過(guò)程進(jìn)fiH兌明的方框圖。圖3是一個(gè)方框圖，說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明被合并和恢復(fù)的三個(gè)公共載波信號(hào)。具體實(shí)施例方式僅是為了例示的目的，將結(jié)合某些實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述；然而，可以理解，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，將通過(guò)下列對(duì)根據(jù)本發(fā)明的附圖的描述而變得顯而易見。雖然公開了優(yōu)選實(shí)施例，但不意味著只限于此。更確切i也，在這里闡述的一般原理被認(rèn)為僅僅是對(duì)本發(fā)明范圍的說(shuō)明，并且可以更進(jìn)一步地理解為在不偏離本發(fā)明范圍盼膚況下可以做出許多改變。在CDMA系統(tǒng)或任何相關(guān)的RF系統(tǒng)運(yùn)纟于期間，對(duì)應(yīng)于一多扇區(qū)天線的一個(gè)扇區(qū)可能達(dá)到峰值業(yè)務(wù)容量，并且通常需要最大功率。常規(guī)地，例如在一個(gè)三扇區(qū)小區(qū)中，當(dāng)三條電纜沿天線塔上升、并且存在三個(gè)對(duì)應(yīng)的HPA以沿對(duì)應(yīng)的電纜發(fā)送各自的信號(hào)時(shí)，倘若一個(gè)扇區(qū)需要的功率多于其它兩個(gè)扇區(qū)，則沒有辦法能使功率在各扇區(qū)之間轉(zhuǎn)移。在本發(fā)明中，因?yàn)樾盘?hào)被合并，所以功率有效地在三個(gè)扇區(qū)間共享，并且全功率有效地總是對(duì)任何扇區(qū)可用。這是經(jīng)由一個(gè)HPA和一條電纜的中繼特征來(lái)完成的。參考圖1，它說(shuō)明了使用經(jīng)由沃爾什碼實(shí)現(xiàn)的調(diào)制/解調(diào)的本發(fā)明第一實(shí)施例100的例子。雖然僅僅示出了兩個(gè)用于對(duì)應(yīng)的扇區(qū)的信號(hào)輸入信道10、11，但應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于本發(fā)明有可能存在多個(gè)扇區(qū)和對(duì)應(yīng)的信號(hào)(即，N個(gè)信號(hào))。如所示，這兩個(gè)信道IO、11(比如，CDMA前向鏈路扇區(qū)或波束)將經(jīng)由快速碼片沃爾什調(diào)制器12、13而被調(diào)制。一般而言，沃爾什調(diào)制/解調(diào)牽涉至贓傳輸期間禾,沃爾什碼來(lái)區(qū)分不同的信號(hào)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將懂得存在幾種不同的擴(kuò)展碼，其可用來(lái)在CDMA通信系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)信號(hào)彼此分開。這些擴(kuò)展碼包括但不限于偽噪聲(PN)碼和沃爾什碼。沃爾什碼對(duì)應(yīng)于哈達(dá)馬(Hadamard)矩陣的單行或列。舉例來(lái)說(shuō)，在64信道CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)中，特定的相互正交的沃爾什碼可以從64X64哈達(dá)馬矩陣內(nèi)64沃爾什碼的集合中選出來(lái)的。并且，特定的數(shù)據(jù)信號(hào)可以通過(guò)使用特定的沃爾什碼而與其他數(shù)據(jù)信號(hào)分離開以便擴(kuò)展該特定的鵬言號(hào)。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將懂得擴(kuò)展碼可被用5W數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行信道編碼。該信號(hào)被進(jìn)行信道編碼，以便通過(guò)使傳輸信號(hào)育,更好地抵御不同的信道減損(例如噪聲、衰落和阻塞)的影響，而改善該通信系統(tǒng)的性能。在調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)以便隨后傳輸之前，沃爾什碼可被用來(lái)對(duì)該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行信道編碼。在不偏離本發(fā)明預(yù)定范圍的情況下，其它正^準(zhǔn)正交的方法也可以在用于本發(fā)明的等效實(shí)施例的方法和裝置內(nèi)被用于調(diào)制。為了在信號(hào)擴(kuò)展或信道編碼中使用沃爾什碼，該沃爾什碼必須是易于獲得以便應(yīng)用的。一種使沃爾什碼易于獲得的技術(shù)是:Mil在基于存儲(chǔ)器的查找表中放置想要的沃爾什碼來(lái)生成沃爾什碼。隨后，當(dāng)需要針沃爾什碼時(shí)，必須從該查找表中檢索它。在本發(fā)明中，使用的調(diào)制是4碼片長(zhǎng)的沃爾什碼一比如，4x4沃爾什碼矩陣。繼續(xù)參考圖l，兩領(lǐng)入信道IO、11中的每一個(gè)都是艦來(lái)自該4個(gè)可用沃爾什碼中的唯一(且不同)的沃爾什碼(在調(diào)制器12，13內(nèi))鄉(xiāng)行二相相移鍵控(BPSK)調(diào)制的。該調(diào)制速率同步于正常的CDMA碼片速率，但卻是這^NI率(即，4Fc)的N倍。在正常CDMA碼片上的這個(gè)(快速)沃爾什碼調(diào)諱啲效果是產(chǎn)生一個(gè)具有以載頻為中心、按N*Fc分離開的邊帶的Sin(x)/x頻譜?？紤]輸入信道10用快速沃爾什碼^(0)來(lái)調(diào)制。用于輸入信道10的信號(hào)分量將進(jìn)入"同相"分離器16并且由1/2t^I碼片(即，兩個(gè)"快速"碼片延mi7)來(lái)有區(qū)別地延遲。繼續(xù)參考圖1，然后沃爾什碼調(diào)制信號(hào)由合并器14合并成一個(gè)RF流。如果發(fā)生前向f連路傳輸，那么如圖1A所示，輸入信號(hào)IO、ll可在調(diào)制之前各自315應(yīng)的高功率放大器(HPA)30、31而被放大。可替換地，如圖1B所示，放置在合并器14之后的公用HPA32也可用于本發(fā)明的前向!超各實(shí)現(xiàn)。重要的是要注意這樣的合并允許在一個(gè)或多個(gè)HPA和位于桿頂(未示出)的解調(diào)單元12a、13a之間使用單條RF電纜15。雖然需要稍微大一些的電纜，但是對(duì)該天線塔的風(fēng)阻和有關(guān)的結(jié)構(gòu)上的升級(jí)M利用僅僅一條電纜15而被顯著地減少。初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，就本發(fā)明而論，取決于所需電纜長(zhǎng)度的單條電纜中的功耗可以最小化或者可能優(yōu)于在增強(qiáng)的解調(diào)中的損耗。接著，兩個(gè)差分信號(hào)被施加于混合電路(hybrid),該混合電路將該聚集信號(hào)分離至倆個(gè)不同的路徑中。兩個(gè)"快速"碼片延織17和四個(gè)"快速"碼片延遲線18(與相關(guān)聯(lián)的開關(guān)電路19、20—起)的組合起到對(duì)以"梳狀濾波器"的作用，迫i，自沃爾什碼O和l的差分RF信號(hào)出現(xiàn)在修改的威爾金森合并器22的"同相"端口，同時(shí)來(lái)自沃爾什碼2和3的差分RF信號(hào)出現(xiàn)在同一合并器22的"反相"端口。因此，開關(guān)延遲線濾波器(總體上為單元16、17、18、19、20和21)和修改的威爾金森合并器22的組合以大功率RF沃爾什碼鑒另ij器的形式充當(dāng)多個(gè)，器300。該修改的威爾金森合并器22被配置為一個(gè)4-端口、相對(duì)相位鑒別器。這意味著出現(xiàn)在"同相"的兩，入端口(端口1和端口2)的信號(hào)在求和輸9出端(端口3)被合并，而出現(xiàn)在"反相"的輸入端口的信號(hào)在差值端口(端口4)出現(xiàn)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)威爾金森合并器的主要修改是將正常用來(lái)耗散反相信號(hào)能量的平衡電阻器替換為RFOT器，其提供了通向差值端口(端口4)的低損耗路徑。然而，為本發(fā)明的目的，能有效地區(qū)分兩個(gè)"同相"的或"反相"的輸入信號(hào)的任何(低損耗)電路都可被使用于代替威爾金森合并器22。當(dāng)信號(hào)被解調(diào)器12a、13a重新構(gòu)成時(shí)，該處理過(guò)程的最后階段出現(xiàn)，解調(diào)器12a、13a自調(diào)制器12、13的操作上實(shí)際是一樣的。濾波器23、24更迸一步地保證該重新構(gòu)成的輸出信號(hào)10a、lla與輸入信號(hào)lO、ll基本相同并且不含任何失真。應(yīng)當(dāng)很容易理解，在不偏離本發(fā)明預(yù)定范圍的情況下，除了上面針對(duì)圖1A和1B提到的前向鏈路之外，傳輸也可以是在反向鏈路中。在本發(fā)明下的反向鏈路傳輸?shù)倪@種情況中，將不JOTHPA。更確切地，將需要如圖1C中所示的低功率前置放大器33、34。在圖l所說(shuō)明的實(shí)施例中，調(diào)制器12、13和解調(diào)器12a、13a包括入/2線路，其MPIN二極管開關(guān)來(lái)接通或斷開，而PIN二極管開關(guān)由從收發(fā)信機(jī)的N*Fc時(shí)鐘導(dǎo)出的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)控制。雖然在這里描述的是PIN二極管，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)很容易地理解任何適當(dāng)?shù)拈_關(guān)元件都可以被使用。下面的表1指示了出現(xiàn)在圖1內(nèi)的信號(hào)處理。10表l信號(hào)l數(shù)據(jù)信號(hào)2數(shù)據(jù)'接速碼片A1e快速碼片快速沃爾什碼o11111■11I快速沃爾什碼211-1-111-1.1信號(hào)1乘以沃爾什oAAAAAAAA信號(hào)2乘以沃爾什2B-B-B-B-BBB求和該乘以沃爾什的信號(hào)A+BA+BA-BA-BA-BA+BA+BI這個(gè)序列現(xiàn)在在單條電纜上傳送在該電纜的另一端，該信號(hào)被分離為兩個(gè)以形成序列1和2序列(在分離之后)形成序列1A+BA+BA-BA-BA-BA-BA+BA+Bl序列l(wèi)被延遲0.5個(gè)慢速碼片序列(在分離之后)形成序列2整個(gè)序列被延遲O.5個(gè)慢速碼片IA+BIA+BTA-B1A-B匕A-B頭兩個(gè)快速碼片采樣被延遲i個(gè)慢速碼片并且無(wú)延遲地傳遞最后兩個(gè)采樣A十B1A+BlA-BIA-B|A-B|A-B|A+B|1>A+BA+B]A-BIA-B1無(wú)延遲，[序列2的前一半被延遲一個(gè)慢速碼片序列2的后一半未被延遲(序列1+序列2)/2乘以快速沃爾什碼O恢復(fù)原始信號(hào)1(序列1-序列2)/2乘以快速沃爾什碼2:恢復(fù)原始信號(hào)2延遲一個(gè)慢速碼片2~>fA+BIA+BIA-BIA-BIA+SIA+B|A+BtA+8|AAR11^AAAA0A丄—Al/XIBIBI-BI-BI-BI-BIBIB1BIBBIBI-BI-B工圖2用繪圖方式示出了一系列信號(hào)仿真。所示的每個(gè)圖形表示對(duì)應(yīng)于圖1的信號(hào)處理的特定階段。圖2中，輸入信號(hào)10、11由對(duì)應(yīng)的圖形80、81表示。在調(diào)制12、13和合并14之后，該聚集信號(hào)在圖形82中分別用對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)10和11的信號(hào)1分量和信號(hào)2分量示出。該聚集信號(hào)被傳輸通過(guò)一段RF敷設(shè)電纜15。多個(gè)^I早發(fā)生在該RF敷設(shè)電纜15的另一端，并且由所示的多個(gè)分解器300表示，且產(chǎn)應(yīng)于*調(diào)制信號(hào)1禾口信號(hào)2分量的圖形83和84。然后^經(jīng)多個(gè)分解的、己調(diào)制的信號(hào)由對(duì)應(yīng)的解調(diào)器12a、13a解調(diào)以ii形成如圖形85和86所示的恢復(fù)的信號(hào)10a、lla。在圖1和2中示出的多個(gè)，器300代表分離器16，延遲線17、18、19、20、21，和修改的威爾金森合并器22。在操作上，多個(gè)分角300鑒別已通過(guò)相對(duì)窄帶濾波器用不同的沃爾什碼預(yù)編碼的各信號(hào)(即扇區(qū))，該相對(duì)窄帶濾波器用延遲線17、18、19、20、21連同修改的威爾金森合并器22構(gòu)成。因?yàn)槲譅柺泊a表達(dá)了它們?cè)陬l域中的相互正交性，所以這樣的濾波器履行它的鑒別任務(wù)。具體地說(shuō)，對(duì)于一個(gè)四碼片沃爾什代碼組來(lái)合并兩個(gè)扇區(qū)的情況，有四個(gè)按Fc/4分開的頻率，其可以被合并以產(chǎn)生四沃爾什碼碼片組中的每一碼片。舉例來(lái)說(shuō)，第一沃爾什碼(即，沃爾什碼零)具有來(lái)自輸入信號(hào)的零偏移頻率。也就是說(shuō)，該原始信號(hào)在用沃爾什碼零調(diào)制之后是不變的。因此，沃爾什碼零的唯一頻譜僅僅在偏移頻率零處被占用。這個(gè)頻譜與沃爾什碼2的頻譜形成對(duì)照，沃爾什碼2在偏移頻率1*Fc/4和3*Fc/4處具有其能量。理想情況下，具有區(qū)分奇和偶偏移頻率(即，本實(shí)例中的零和2fFc/4或者l和3*Fc/4)的小分量計(jì)數(shù)功能的大功率、低損耗濾波器可以區(qū)分沃爾什碼零和沃爾什碼2。根據(jù)本發(fā)明，簡(jiǎn)單的，線濾波器(總體上為圖1中的17、18、19、20、21)履行奇數(shù)/偶頻率鑒別，其中F(t)/2+F(t+2碼片)/2僅僅傳遞沃爾什碼零和l(來(lái)自該四個(gè)的組)，而F(t)/2-F(t+2碼片)/僅僅傳遞來(lái)自該組的沃爾什碼2和3。因此，連接延遲和無(wú)延遲的碼片到修改的威爾金森合并器的兩個(gè)合并器輸入使得偶偏移頻率(沃爾什碼零和1)出現(xiàn)在正常(偶數(shù)模式)輸出，并且使得奇偏移頻率(沃爾什碼2和3)跨第四(奇數(shù)模式)威爾金森端口出現(xiàn)。第四烕爾金森端口一般具有一個(gè)100歐姆的電阻器，但是根據(jù)本發(fā)明它被修改為包括50歐姆的電阻器。應(yīng)當(dāng)注意到，為了這個(gè)目的使用一個(gè)4端口、90度混合電路也是可能的，只要存在小于0,2dB的低RF損耗即可。如上所述的，本發(fā)明可被使用于多個(gè)信號(hào)。雖然對(duì)于本發(fā)明僅僅己如此描述了兩個(gè)信號(hào)，但圖5示出了應(yīng)用于三扇區(qū)布置的基本發(fā)明概念的例子。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明處理三個(gè)G)輸入信號(hào)40、41、42的方框圖。如以上針對(duì)圖l所述，每個(gè)輸入信號(hào)40、41、42經(jīng)由調(diào)制器43、44、45調(diào)制。然后該調(diào)制信號(hào)由合并器46合并、且使之穿過(guò)一段RF敷設(shè)電纜47。雖然未示出，但是可以在前向鏈路傳輸期間以如上所述方式提供多個(gè)HPA或單個(gè)HPA。在經(jīng)由RF敷設(shè)電纜46傳輸之后，該聚集信號(hào)流穿過(guò)第一分離器50并且穿過(guò)以級(jí)聯(lián)方式排列的第一和第二多個(gè)分解器(總起來(lái)分別為50-56和60-66)。下面的表2示出了一直達(dá)到該RF敷設(shè)電纜47長(zhǎng)度為止的信號(hào)處理。表2時(shí)問信號(hào)i數(shù)據(jù)信號(hào)2數(shù)據(jù)信號(hào)3數(shù)據(jù)快速沃爾什碼()快速沃爾什碼1快速沃爾什K2信號(hào)1乗以沃爾什0信號(hào)2乘以沃爾什1信號(hào)3乘以沃爾什2求和該乘以沃爾什的信號(hào)這個(gè)序列現(xiàn)在在單條電澳丄傳送<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>更具體地說(shuō)，該聚集信號(hào)流穿過(guò)第一延遲線(總體上為51、52、53、54、55)并且隨后以針對(duì)圖1所描述的方式穿過(guò)第一修改的威爾金森合并器56。然而，在這個(gè)三扇區(qū)配置中，第一合并器56的差值端口傳M應(yīng)于輸入信42的信號(hào)分量至,調(diào)器45a和濾波器72以輸出重新構(gòu)成的信號(hào)42a，其基本相同iik^應(yīng)于輸入信號(hào)42。第一合并器56的求和端口傳，應(yīng)于輸入信號(hào)40、42的剩余信號(hào)分量到第二多個(gè)懶軍器(總體上為60-66)中。該剩余信號(hào)分量被第二分離器60分離并由第二延遲線(總體上為61、62、63、64、65)處理，且隨后再次由第二修改的威爾金森合并器66以針對(duì)圖1所描述的方式來(lái)處理。在這一點(diǎn)上，第一合并器56的差值端口傳m應(yīng)于輸入信號(hào)40的信號(hào)分量到解調(diào)器43a和濾波器70以輸出重新構(gòu)成的信號(hào)40a，其基本相同地對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)40。第二合并器66的求和端口傳3l^t應(yīng)于輸入信號(hào)41的剩余信號(hào)分量到解調(diào)器44a和濾波器71以輸出再生信號(hào)41a，其基本相同地對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)41。下面的表3指示了圖3內(nèi)在該段RF敷設(shè)電纜47之后出現(xiàn)的信號(hào)處表3在該電纜的另一端，該信號(hào)被分離為兩個(gè)以形成序列1和2序列(在分離之后)形成序列1整個(gè)序列被延遲0.5個(gè)慢速碼片序列l(wèi)被延遲0.5個(gè)慢速碼片Dr>頭兩個(gè)快速碼片釆樣被延遲1個(gè)慢速碼片，且無(wú)延遲地傳遞最后兩個(gè)采樣開關(guān)1位置0011001100幵關(guān)2位置0p，1oo:\oo序歹(J(在分離之后)形成序歹!l2IO力WBAlO."(WqImt(MS々IO."(WC)'0.7t(A~B《>||0,"W~9*C>|It.7，l"B爭(zhēng)i:71序列2的前一半被延遲一個(gè)慢速碼片序列2的后一半未被延遲混合的異相合并=(序列l(wèi)-序列2)*.(J7l)7乘以快速沃爾什碼2恢復(fù)原始信號(hào)2(在濾波之后)延遲一個(gè)慢琿碼片clJ3L混合的同相合并=(序列l(wèi)+序列2)*.0707序列在分離之后形成序列3fyT;gniwffngiBti^mCT匿.i^)A!靈亂w.w'婦w^'.B:Mgm7TgBBg^j序列3被延遲0.25個(gè)慢速碼片開關(guān)3位置開關(guān)4位置序列在分離之后形成序列4整個(gè)序列被延遲0.25個(gè)慢速碼片第一快速碼片被延遲1個(gè)慢速碼片快速碼片2，3和4未被延遲混合的同相合并-(序列3+序列4)*.0707乘以快速沃爾什碼0恢復(fù)原始信號(hào)1(在濾波之后)混合的異相合并-(序列3—序列4)*.0707A■If應(yīng)當(dāng)很容易理解，M31本發(fā)明減少使用多個(gè)HPA和電纜的傳統(tǒng)方式，而陶氐了系統(tǒng)成本，因?yàn)镠PA是基站最昂貴的元件之一。然而，也應(yīng)當(dāng)注意到，多個(gè)HPA仍然可以得益于本發(fā)明概述的解調(diào)配置。更進(jìn)一步地，在本發(fā)明預(yù)定范圍之內(nèi)，即便使用多個(gè)HPA，HPA的總數(shù)也可以降低，因?yàn)檩斎胄盘?hào)對(duì)聚集信號(hào)的N:1的關(guān)系可以出現(xiàn)在該系統(tǒng)的任何地方。因此，CDMA通信系統(tǒng)等等將仍然受益于在塔的天線端的解調(diào)的1:N的關(guān)系。在這樣的情況中，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到仍需要多條電纜沿塔向上到達(dá)天線，但是fflil本發(fā)明的解調(diào)體和方法，將消除桿頂上的HPA的存在?？偟恼f(shuō)來(lái)，本發(fā)明向通信系統(tǒng)(例如但不限于，CDMA蜂窩系統(tǒng))提供了顯著的容量的改善。這些改善是基站扇區(qū)中繼效能ffi:那些可從每扇區(qū)功率放大器個(gè)體獲得的效能的直接結(jié)果。這由如下事實(shí)引起，即在CDMA蜂窩系統(tǒng)中，移動(dòng)業(yè)務(wù)量分布通常，越各扇區(qū)不相等地分布的。因此，一個(gè)扇區(qū)經(jīng)常在其它和附加的用戶被阻擋接入到該扇區(qū)之前，達(dá)到它的最大功率(即，最務(wù)量)能力。然而，本發(fā)明允許來(lái)自其它利用不足的扇區(qū)的RF功率被重新路由到負(fù)載沉重的扇區(qū)。因此，在阻擋發(fā)生之前可以容納大得多的被供給的業(yè)務(wù)量，這有效地增加了基站的最大業(yè)務(wù)容量。本發(fā)明使來(lái)自所有扇區(qū)的所有RF功率在任何扇區(qū)都會(huì),是可用的，以匹配任一(任意的)扇區(qū)業(yè)務(wù)負(fù)載組合。這個(gè)處理過(guò)程是自動(dòng)的，且因ltfc^管扇區(qū)負(fù)載不平衡，但是也改善了基站的業(yè)務(wù)容量。更進(jìn)一步地，斷氐天線塔RF電纜的數(shù)量和尺寸，有助于系統(tǒng)運(yùn)〗話通過(guò)減小塔的加固要求來(lái)控制他們的基本建設(shè)費(fèi)用。并且，如果天線塔由系統(tǒng)運(yùn)行者們共享或禾且用，則當(dāng)電纜增加時(shí)租金費(fèi)用常常增加。重要地是，在這樣的狀況下，系統(tǒng)運(yùn)4于者可能被阻止去擴(kuò)充天線塔電纜的數(shù)目(支持業(yè)務(wù)量負(fù)載增加所需的)。當(dāng)然，這在那些地點(diǎn)會(huì)直接影響將來(lái)收入的增加。智能天線系統(tǒng)的最近引入使上面談到的問題加劇，智能天線系統(tǒng)通常比傳統(tǒng)的系統(tǒng)需要更多的RF電纜，特別是當(dāng)HPA沒有安裝在塔頂時(shí)。本發(fā)明通過(guò)允許基站RF接口保持得相對(duì)簡(jiǎn)單(每扇區(qū)僅僅具有一個(gè)或者兩個(gè)^fj"機(jī)和接收機(jī)端口)并且仍然能夠接口于并利用具有六個(gè)、八個(gè)或更多輸入與輸出端口的相控陣系統(tǒng)，而克服了這一點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)理解，在這里提到的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)于本發(fā)明僅僅是說(shuō)明性的。鑒于下列權(quán)利要求，在不偏離于此公開的本發(fā)明預(yù)定范圍和領(lǐng)域的情況下，可以構(gòu)想在本發(fā)明的設(shè)計(jì)和使用中有多種改變。權(quán)利要求1.一種用于處理具有公共頻率和碼片速率的N個(gè)輸入信號(hào)的裝置，所述裝置包括至少N個(gè)調(diào)制器，用于將所述N個(gè)輸入信號(hào)的N個(gè)信號(hào)調(diào)制成N個(gè)調(diào)制信號(hào)；合并器，用于將所述調(diào)制信號(hào)合并成聚集信號(hào)；分解器單元，用于將所述聚集信號(hào)分解成N個(gè)組分調(diào)制信號(hào)；至少N個(gè)解調(diào)器，用于將所述N個(gè)組分調(diào)制信號(hào)中的每一個(gè)解調(diào)為N個(gè)恢復(fù)的信號(hào)，每個(gè)恢復(fù)的信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述N個(gè)輸入信號(hào)之一；其中所述分解器單元包括N-1個(gè)分離器、與每個(gè)分離器相關(guān)的延遲單元及與每個(gè)延遲單元相關(guān)的鑒相器，其中每個(gè)延遲單元具有一個(gè)或多個(gè)用于在取決于所述碼片速率的延遲中進(jìn)行切換的開關(guān)。2.如豐又利要求1所述的裝置，其中所述n-l個(gè)分離器、延遲單元和鑒相以級(jí)聯(lián)的級(jí)排列，順序?qū)⑺鼍奂盘?hào)分離為所述n個(gè)咴復(fù)的信號(hào)。3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中齡延遲單元包括第一傳輸線，用于從它的相關(guān)分離器發(fā)送第一輸出；第二傳輸線和與所述第二傳輸線相關(guān)的延遲線，用于從它的相關(guān)分離器發(fā)送第二輸出；以及所述一個(gè)或多個(gè)開關(guān)，用于在所述延，和所述第二傳輸線之間切換信號(hào)，用于可控地^^述第一和第二輸出之間添加所述延遲。4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中由每個(gè)延遲單元引入的所述延,取決于所述延遲單元的級(jí)。5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中由所述延遲單元中的第一延遲單元引入的所述延遲等于1/2碼片速率。6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中由每個(gè)隨后的延遲單元弓l入的延遲等于緊接在前的延遲單元引入的延遲的1/2。7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述第一傳輸線將等于由緊接在前的延遲單元引入的延遲的1/2的固定延遲量引入所述第一輸出，第一個(gè)延遲單元引入等于1/2碼片速率的延遲；而且，第二傳輸線引入最小的延遲，所述延遲線引入與所述第一傳輸線相同的，量，使得當(dāng)所述開關(guān)設(shè)置在一個(gè)位置時(shí)所述MiS就等于由所述第一傳輸線弓l入的延遲量，而當(dāng)所述開關(guān)設(shè)置在另一位置時(shí)所述延遲等于最小延遲。8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，按定時(shí)需要對(duì)于旨慢碼片周期中的兩個(gè)差分延遲狀態(tài)之一，所述開關(guān)設(shè)置在一個(gè)位置上，而對(duì)于另一差分延遲狀態(tài)所述開關(guān)設(shè)置在另一位置上，所述定時(shí)是在每個(gè)解調(diào)器單元中對(duì)兩個(gè)分離信號(hào)路徑之一相對(duì)于另一路徑時(shí)間偏移所述差分延遲所需的，使得兩個(gè)時(shí)間周期的和等于慢碼片周期。9.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述裝置以N二3而為三扇區(qū)基站進(jìn)行配置，使得所述^mi單元包括第一和第二分離器，而其中所述第一延遲單元與所述第一分離器相關(guān)，而且其中，與所述第二分離器相關(guān)的所述延遲單元中的第二延遲單元弓l入等于1/4碼片速率的延遲。全文摘要一種用于處理在公共頻率上通過(guò)單條射頻(RF)電纜饋送的多個(gè)信號(hào)的方法和裝置，其具有或者不具有一個(gè)或多個(gè)放大器，并且用于前向或者反向鏈路傳輸。本發(fā)明使單個(gè)功率放大器能夠放大占用公共頻道的多個(gè)RF信號(hào)，并且在放大之后將這些信號(hào)分離為原始信號(hào)的放大的副本。如果需要，則該放大信號(hào)可被發(fā)送給不同的天線端口以照射不同的基站扇區(qū)。信號(hào)分離功能是在天線桿頂執(zhí)行的，這樣使得本方法可以將沿天線塔上升的饋電電纜的數(shù)目減少到N分之一，其中N為由單個(gè)功率放大器放大的公共頻率信號(hào)的數(shù)目(例如，扇區(qū)的數(shù)目)。本發(fā)明使單個(gè)功率放大器能夠同時(shí)提供所需要的全部射頻信號(hào)來(lái)饋送一個(gè)通用N輸入相控陣天線系統(tǒng)，并且同時(shí)唯一地形成用于幾個(gè)個(gè)體用戶的多天線波束。文檔編號(hào)H04B1/40GK101667842SQ20091017057公開日2010年3月10日申請(qǐng)日期2004年3月29日優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日發(fā)明者A·萊奈因,西爾韋拉M·達(dá),N·麥戈萬(wàn),P·迪恩申請(qǐng)人:北方電訊網(wǎng)絡(luò)有限公司