專利名稱：抑制擴(kuò)譜信號(hào)中干擾的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣泛涉及擴(kuò)譜系統(tǒng)與技術(shù)，特別涉及到一種改進(jìn)信息信號(hào)恢復(fù)的方法和設(shè)備，其通過重構(gòu)或替換擴(kuò)譜信號(hào)來最小化干擾。
擴(kuò)展頻譜的思想最早用于第二次世界大站中，以對(duì)抗故意的干擾和安全地交換信息。擴(kuò)譜系統(tǒng)必須滿足至少兩條判據(jù)。首先，發(fā)射帶寬必須遠(yuǎn)大于要發(fā)送信息的帶寬或速率。其次，使用不同于被傳送信息的函數(shù)來決定最終的被調(diào)制射頻(RF)的帶寬。這樣，擴(kuò)譜通信的要素包括擴(kuò)展信號(hào)的帶寬，發(fā)射被擴(kuò)展的信號(hào)，以及通過重新變換收到的擴(kuò)譜信號(hào)為原始信息的帶寬來恢復(fù)需要的信號(hào)，其目的是在有噪聲的信號(hào)環(huán)境中傳送無錯(cuò)誤的信息。人們已經(jīng)開發(fā)了很多方案來滿足這兩條要求，但是代表性地過量干擾，包括從窄帶干擾源發(fā)出的干擾削弱了這類系統(tǒng)的性能。
擴(kuò)譜由兩種不同的調(diào)制方案組成，直接序列擴(kuò)譜(DSSS)和跳頻擴(kuò)譜(FHSS)。DSSS調(diào)制使用高速編碼器將數(shù)據(jù)擴(kuò)展于一個(gè)大的帶寬中，而FHSS調(diào)制則包括快速地改變窄帶數(shù)據(jù)信號(hào)的載頻。本發(fā)明專門用于DSSS系統(tǒng)，但其他應(yīng)用可以在權(quán)利要求書中被考慮。
通過規(guī)定處理增益等于擴(kuò)展比，直接序列擴(kuò)譜調(diào)制由于其容忍窄帶干擾的能力而引起人們的注意。擴(kuò)展因子也稱處理增益，是系統(tǒng)抗干擾噪聲的量度。從窄帶干擾源發(fā)出的能量被擴(kuò)展于擴(kuò)譜信號(hào)的寬帶上，只有在數(shù)據(jù)帶寬以內(nèi)的噪聲才會(huì)影響DSSS接收機(jī)的靈敏度。但當(dāng)處理過量窄帶干擾時(shí)，擴(kuò)展增益不足以克服這樣大的噪聲。
減少窄帶干擾(NBI)的大部分工作已被L.B.Milstein在一篇題為“擴(kuò)譜通信中的干擾抑制技術(shù)”的論文中綜述，發(fā)表在Proceedings of the IEEE，vol.76，no.6，pp.657-671。簡(jiǎn)單地說，絕大部分的工作集中于兩類基本方法上，時(shí)域估計(jì)/陷波濾波和頻域窄帶干擾(NBI)能量抑制。時(shí)域方法由估計(jì)窄帶信號(hào)和將其從收到的信號(hào)中提取出來組成，這就增強(qiáng)了寬帶的成分。抑制窄帶干擾的另一方法在頻域中完成，其將收到的信號(hào)進(jìn)行傅利葉變換，然后消除頻域干擾。消除干擾最常用的技術(shù)之一是使用掩模(mask)和衰減局部NBI信號(hào)。其他方法建議刪除干擾信號(hào)，其包括估計(jì)最佳刪除閾值，高于閾值的所有能量被消除，T.Kohri在一篇題為“在CDMA通信中使用濾波器組的CW與窄帶信號(hào)的干擾抑制器”的論文中介紹了該方法，發(fā)表在Proceedings of IEEE ISSSTA′94，vol.1 pp.61-68Oulu，F(xiàn)inland。還有方法包含使用濾波器來試圖適應(yīng)干擾。如果窄帶干擾是跳頻信號(hào)，那么接收機(jī)無法足夠快地適應(yīng)干擾信號(hào)以定位并消去它。以上提到的絕大部分工作仍停留在理論階段，由于算法的復(fù)雜性及在實(shí)際中缺乏效率，很多算法尚未在通信產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)。
1985年，聯(lián)邦通信委員(FCC)會(huì)將工業(yè)、科技、醫(yī)學(xué)波段(ISM，三個(gè)未獲許可的波段902-928MHz，2.4-2.4835GHz，5.725-5.870GHz)分配作為一般性通信，只要擴(kuò)譜通信在15部分規(guī)則下被使用。FCC的決定給通信界造成了很大的沖擊。現(xiàn)在市場(chǎng)上有數(shù)以千計(jì)的ISM波段設(shè)備。由于該波段未獲許可，很多其他的無線應(yīng)用也會(huì)使用該波段。這將導(dǎo)致干擾噪聲水平的災(zāi)難性加大，進(jìn)而使整個(gè)波段崩潰。本發(fā)明提出一種在這樣的噪聲環(huán)境中通信的解決途徑，進(jìn)而可作為一種消除干擾的有效方法。
在其他應(yīng)用中，本發(fā)明可被用于碼分多址(CDMA)和高級(jí)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)(AMPS)共存的800MHz蜂窩波段中。人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)工作于AMPS基站附近時(shí)，CDMA蜂窩式電話變得完全不可靠，AMPS系統(tǒng)發(fā)射的窄帶信號(hào)具有高于常規(guī)擴(kuò)譜系統(tǒng)抗干擾能力的能量水平，因此，需要一種有效的且花費(fèi)不高的方法和裝置來抑制擴(kuò)譜信號(hào)的干擾。
本發(fā)明的一方面是，提出了一種用數(shù)據(jù)調(diào)制重復(fù)噪聲序列，從而消除被編碼和發(fā)射的擴(kuò)譜信號(hào)中的數(shù)據(jù)干擾的方法，該方法包括，在接收端收到帶干擾的擴(kuò)譜信號(hào)；將擴(kuò)譜信號(hào)變換到頻域，提供的接收信號(hào)具有相位信息和幅度信息兩部分；通過將預(yù)存重復(fù)噪聲序列的函數(shù)應(yīng)用到幅度信息部分，消除幅度信息部分的干擾；從相位信息部分提取真正的無干擾數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方面是，提出一個(gè)干擾抑制電路，用于抑制在擴(kuò)譜信號(hào)中被編碼的受損數(shù)據(jù)的干擾，它包括，接收擴(kuò)譜信號(hào)的接收機(jī)；將擴(kuò)譜信號(hào)從時(shí)域變換到頻域的頻域變換器，它提供了受損相位信息部分和受損幅度信息部分；用于抑制受損幅度信息部分干擾的干擾抑制電路，以提供改正的幅度信息部分，進(jìn)而將改正的幅度信息部分與受損的相位信息部分混合，提供抑制干擾后的信息信號(hào)；將抑制干擾后的信息信號(hào)從頻域變換到時(shí)域的時(shí)域變換器。


圖1是根據(jù)本發(fā)明使用相移鍵控調(diào)制的擴(kuò)譜發(fā)射機(jī)的框圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明另一方面使用脈沖位置調(diào)制的擴(kuò)譜發(fā)射機(jī)的框圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明使用重構(gòu)方法的擴(kuò)譜接收機(jī)的框圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明使用替換方法的擴(kuò)譜接收機(jī)的框圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明使用替換方法的擴(kuò)譜接收機(jī)的部分框圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的其他擴(kuò)譜接收機(jī)的框圖。
通過在頻域中使用數(shù)字信號(hào)處理的獨(dú)特方法消除窄帶或?qū)拵Ц蓴_，本發(fā)明提高了擴(kuò)譜接收機(jī)的靈敏度。數(shù)字信號(hào)處理可用數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)，也可用能夠?qū)崿F(xiàn)在此描述的功能的離散元件代替。抑制擴(kuò)譜信號(hào)中干擾的方法和設(shè)備用于直接序列擴(kuò)譜信號(hào)，該直接序列擴(kuò)譜信號(hào)最好由圖1或圖2示出的發(fā)射機(jī)產(chǎn)生。圖1中的擴(kuò)譜發(fā)射機(jī)10使用相移鍵控調(diào)制。用包含在數(shù)據(jù)符號(hào)17中的重復(fù)噪聲序列，以時(shí)鐘發(fā)生器9發(fā)出的碼片時(shí)鐘信號(hào)14的速率，擴(kuò)展信息于預(yù)定的譜。由于碼片時(shí)鐘信號(hào)14的速率被擴(kuò)展比通過分頻器13減少，數(shù)據(jù)符號(hào)速率低于碼片速率。數(shù)據(jù)發(fā)生器12將數(shù)據(jù)格式化為數(shù)據(jù)符號(hào)17并以數(shù)據(jù)符號(hào)速率輸出。建議存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器18中的噪聲序列16(或噪聲樣本)是二進(jìn)制序列，但也可以包含復(fù)雜的如子波的模擬波形。存儲(chǔ)器18中的噪聲樣本個(gè)數(shù)等于擴(kuò)展比。在每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)期間，作為循環(huán)緩沖區(qū)的地址發(fā)生器15將存儲(chǔ)器18中的所有噪聲樣本以碼片速率依次輸出。乘法器20用噪聲樣本16乘以數(shù)據(jù)符號(hào)17，即用數(shù)據(jù)來相位調(diào)制噪聲樣本。相位調(diào)制噪聲信號(hào)21經(jīng)數(shù)-模轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以提供一個(gè)基帶擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)24。通過將基帶擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)24與本機(jī)振蕩器28產(chǎn)生的載波在混頻器30中混頻，得到混頻信號(hào)31，基帶擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)24被轉(zhuǎn)化到更高的頻率?；祛l信號(hào)31被只容許基帶信號(hào)通過的帶通濾波器32濾波。隨后，被轉(zhuǎn)化及濾波的擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)被線性功率放大器33放大，并由天線34發(fā)射。
圖2的擴(kuò)譜發(fā)射機(jī)使用了脈沖位置調(diào)制。用包含在數(shù)據(jù)符號(hào)142中的重復(fù)噪聲序列，以時(shí)鐘發(fā)生器139發(fā)出的碼片時(shí)鐘信號(hào)144的速率，擴(kuò)展信息于預(yù)定的譜。由于碼片時(shí)鐘信號(hào)144的速率被擴(kuò)展比通過分頻器145減少，數(shù)據(jù)符號(hào)速率低于碼片速率。數(shù)據(jù)發(fā)生器141將數(shù)據(jù)格式化為數(shù)據(jù)符號(hào)142并以數(shù)據(jù)符號(hào)速率輸出。建議存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器146中的噪聲序列147(或噪聲樣本)是二進(jìn)制序列，但也可以包含復(fù)雜的模擬波形或如上所述的子波。存儲(chǔ)器146中的噪聲樣本個(gè)數(shù)等于擴(kuò)展比。通過將噪聲樣本147從由數(shù)據(jù)符號(hào)142決定的不同起始存儲(chǔ)器位置循環(huán)移出存儲(chǔ)器146，數(shù)據(jù)符號(hào)142被脈沖位置調(diào)制。將存儲(chǔ)器146作為循環(huán)緩沖區(qū)的地址發(fā)生器143被數(shù)據(jù)符號(hào)142預(yù)置到不同的起始存儲(chǔ)器位置。地址發(fā)生器143隨后從預(yù)置存儲(chǔ)器位置輸出存儲(chǔ)器146中的所有噪聲樣本147。這相當(dāng)于脈沖位置調(diào)制。時(shí)移噪聲樣本147經(jīng)數(shù)-模轉(zhuǎn)換器150被轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以提供一個(gè)基帶擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)151。通過將基帶擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)151與本機(jī)振蕩器153產(chǎn)生的載波在混頻器152中混頻，得到混頻信號(hào)154，基帶擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)151被轉(zhuǎn)化到更高的頻率?；祛l信號(hào)154被只容許基帶信號(hào)通過的帶通濾波器155濾波。隨后，基帶信號(hào)或擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)被線性功率放大器156放大，并由天線157發(fā)射。
抑制擴(kuò)譜信號(hào)中干擾的系統(tǒng)和方法最好包括圖3所示的擴(kuò)譜接收機(jī)40，它使用了“重構(gòu)”方法，下文將作說明，或圖4所示的使用“替換”方法的擴(kuò)譜接收機(jī)60。參照?qǐng)D3，接收機(jī)40在方框41處收到帶有干擾的擴(kuò)譜信號(hào)(帶數(shù)據(jù))。通過將擴(kuò)譜信號(hào)與窗函數(shù)44相乘(42)，該信號(hào)被可選地“加窗”，從而得到擴(kuò)譜接收信號(hào)或接收信號(hào)。接收的擴(kuò)譜信號(hào)43在46處(最好經(jīng)快速傅利葉變換(FFT))變換到頻域，得到頻域信號(hào)47。然后，頻域信號(hào)47在48處被解擴(kuò)或者乘以一個(gè)框50處的重復(fù)噪聲序列譜的倒數(shù)(reciprocal)，以得到帶有干擾的數(shù)據(jù)譜或解擴(kuò)信號(hào)49。注意，如果收到的擴(kuò)譜信號(hào)或解擴(kuò)碼是加窗的，那么干擾信號(hào)的帶寬就被減小，其對(duì)收到的譜的損害就小。在框52處，解擴(kuò)信號(hào)49最好被硬限幅或歸一化以得到歸一化的信號(hào)51(或干凈的數(shù)據(jù)譜，因?yàn)樵陬l域中，真正的數(shù)據(jù)信息大部分在相位中)。然后，歸一化信號(hào)51在方框54處經(jīng)逆FFT變換到時(shí)域中，得到恢復(fù)信號(hào)53?；謴?fù)信號(hào)在解調(diào)器56處被解調(diào)制，得到恢復(fù)的數(shù)據(jù)信號(hào)57。
作為頻域中解擴(kuò)處理的一部分，輸入數(shù)據(jù)被變換以使它的頻譜有一不變的幅值。換句話說，通過將接收信號(hào)乘以擴(kuò)展碼(發(fā)射端的偽噪聲序列)的倒數(shù)，將得到具有恒定幅度的譜。用這種方式，干擾作為幅度的變化被顯露出來，它可通過執(zhí)行期望的復(fù)歸一化被消除。這一操作迫使干擾與數(shù)據(jù)具有相同的幅度值。現(xiàn)在所有信息均在譜相位中。干擾只損壞了譜的小部分。
解擴(kuò)信號(hào)可以是擴(kuò)展碼的譜的復(fù)倒數(shù)。由于變換和復(fù)倒數(shù)運(yùn)算需要很大的運(yùn)算量，波形最好被存放在復(fù)存儲(chǔ)器中，而不是對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)都產(chǎn)生它。這一實(shí)施例中的解擴(kuò)方法可包括，在方框48處對(duì)存儲(chǔ)波形與接收信號(hào)譜的逐點(diǎn)復(fù)數(shù)乘法。窗函數(shù)的增加會(huì)進(jìn)一步衰減高功率窄帶干擾信號(hào)。
該處理過程的一個(gè)特例為，當(dāng)擴(kuò)展信號(hào)的頻譜有一個(gè)平直的幅度時(shí)。如果幅值在每一點(diǎn)都一樣，則幅值的倒數(shù)亦然。如果幅值為1則幅值的倒數(shù)也為1。這即表明，倒數(shù)運(yùn)算被簡(jiǎn)化為一個(gè)復(fù)共軛運(yùn)算。由于在解擴(kuò)過程中，固定幅度的擴(kuò)展信號(hào)不會(huì)放大噪聲或干擾，因此它們是受歡迎的。
圖3示出的實(shí)施例用于處理所有帶有重復(fù)編碼序列的DSSS波形的一般情況。
在本發(fā)明使用“重構(gòu)”方法實(shí)現(xiàn)接收機(jī)40的方面，本發(fā)明可被分解為三種算法的串接組合。第一種算法是利用窗函數(shù)減少干擾帶寬。然后是在頻域中解擴(kuò)，這樣數(shù)據(jù)譜就有了固定的幅度值。最后一種算法是對(duì)(包含數(shù)據(jù)和干擾的信號(hào))譜復(fù)歸一化，以消除干擾。存儲(chǔ)的解擴(kuò)波形減少了要求的計(jì)算量。
參照?qǐng)D4，接收機(jī)60收到受到干擾損害的擴(kuò)譜信號(hào)63(在此用s(t)表示)。如同對(duì)圖3的討論，該信號(hào)可被可選地“加窗”(未顯示于圖中)以減少干擾信號(hào)的帶寬，從而減少對(duì)接收譜的損害。擴(kuò)譜信號(hào)63或接收信號(hào)隨后被送入干擾抑制單元64，該單元與其他函數(shù)一起被執(zhí)行，接收信號(hào)在框66處被變換到頻域，建議使用快速傅利葉變換(FFT)。FFT提供了受損數(shù)據(jù)信號(hào)67(在此用S(W)表示)，它包括受損幅度譜和受損相位譜。干擾抑制單元64在68處從受損數(shù)據(jù)信號(hào)67中確定相位信息。在方框70處，受損幅度譜被預(yù)先存放的重復(fù)噪聲序列(在此用PN(W)表示)的幅度譜替換。隨后，受損相位譜與預(yù)先存儲(chǔ)的重復(fù)噪聲譜的幅度譜在64和72處組合，以提供真正去干擾的擴(kuò)譜信號(hào)73(在此用S(W)表示)。在單元74處，建議使用逆FFT將基本上去干擾的擴(kuò)譜信號(hào)73變?yōu)闀r(shí)域信號(hào)75(在此用s(t)表示)。對(duì)干擾抑制單元64和擴(kuò)展編碼單元78，要求有76處的同步和跟蹤，以便同步地對(duì)基本上去干擾擴(kuò)譜信號(hào)解擴(kuò)。這樣，通過在框80處組合基本上去干擾擴(kuò)譜信號(hào)和時(shí)域擴(kuò)展碼，在解調(diào)器84處，最好在對(duì)恢復(fù)信號(hào)81用窄帶濾波器82濾波后，恢復(fù)信號(hào)81(在此用d(t)表示)容許從接收信號(hào)的相位信息部分提取真正的無干擾數(shù)據(jù)。窄帶濾波器82最好能用來消除很少相關(guān)內(nèi)容的帶寬。
下面的實(shí)施例表示出了一個(gè)在DSSS系統(tǒng)及DS/FHS混合系統(tǒng)中抑制干擾的實(shí)際、有效的方法。當(dāng)處理窄帶干擾時(shí)，該方法性能最好；當(dāng)處理其他干擾例如同頻道干擾、寬帶干擾、及相鄰信道干擾時(shí)，該方法有很好的性能。通過消除干擾信號(hào)對(duì)傅利葉變換后的DSSS信號(hào)的幅值的影響，該方法揭示了通常的操作。這樣的處理在頻域中完成。為進(jìn)一步理解替換方法，將規(guī)則和記法重新表示于下d(t) 發(fā)射的擴(kuò)譜信號(hào)i(t) 干擾信號(hào)s(t) 發(fā)射的受到干擾損害的擴(kuò)譜信號(hào)s(t) 經(jīng)過去干擾處理的擴(kuò)譜信號(hào)pn(t)時(shí)域中的偽噪聲擴(kuò)展編碼S(W) s(t)的快速傅利葉變換(FFT)PN(W)pn(t)的快速傅利葉變換(FFT)S(W) s(t)的快速傅利葉變換(FFT)此外，擴(kuò)譜符號(hào)被定義為由M進(jìn)制PSK符號(hào)產(chǎn)生的PN序列的乘積。
當(dāng)DSSS連同M進(jìn)制相移鍵控調(diào)制(PSK)被使用時(shí)，所有M擴(kuò)譜符號(hào)的譜幅度是相同的。在每次從一符號(hào)到另一符號(hào)的過渡中，只有相位的變化。通過強(qiáng)迫任何收到的符號(hào)有“已知的”正確幅度，本發(fā)明利用了此性能。這樣，任何干擾信號(hào)只能影響信號(hào)的相位部分，幅度部分則保持高可靠性。這樣的技術(shù)十分有效，特別是當(dāng)處理高功率窄帶干擾時(shí)。
圖5給出了干擾抑制單元61的硬件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)接收機(jī)能夠解調(diào)M進(jìn)制相移鍵控(MPSK)調(diào)制時(shí)，它可代替圖4中的干擾抑制單元64。受損數(shù)據(jù)信號(hào)63，s(t)，通過框65處的前向快速傅利葉變換，得到S(W)信號(hào)或頻域信號(hào)67。S(W)的幅值為＂[sin(x)/x]2＂形狀的函數(shù)，其頂部上有對(duì)應(yīng)著干擾信號(hào)頻率成分的尖峰。為了從受損幅度譜中完全消除干擾成分，一個(gè)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器70處的完好譜被用來代替此受損譜。此預(yù)存儲(chǔ)的譜為PN(W)的幅度。
再次參照?qǐng)D4，抑制算法的下一步包括產(chǎn)生“干凈的”擴(kuò)譜信號(hào)。該過程由在68處得到的S(W)(受損擴(kuò)譜信號(hào)的FFT)的相位與預(yù)存儲(chǔ)的PN(W)(70)的幅度用框72處混合成復(fù)信號(hào)組成。此過程得到了信號(hào)S(W)(73)，它有正確的幅度值，及輕微受損的相位值。最終，通過對(duì)S(W)進(jìn)行逆FFT恢復(fù)出s(t)。注意，通過在每個(gè)FFT運(yùn)算前加窗，可以進(jìn)一步衰減干擾，從而改善整體性能。為了硬件實(shí)現(xiàn)圖4的單元64，利用反正切設(shè)備(68)，相位信息被完整地提取出來。另一方面，干擾抑制單元64可以被圖5中的干擾抑制單元61代替，其中頻域的受損擴(kuò)譜信號(hào)S(W)在框69處被歸一化，得到有歸一化幅值的復(fù)信號(hào)(77)，該復(fù)信號(hào)與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器70處的PN(W)的幅值相乘，就得到真正的無干擾擴(kuò)譜信號(hào)73，S(W)。
一個(gè)“干凈的”擴(kuò)譜信號(hào)一旦在時(shí)域中被產(chǎn)生，余下的處理僅簡(jiǎn)單由利用熟悉的DSSS檢測(cè)技術(shù)組成。即，擴(kuò)譜信號(hào)被解擴(kuò)、濾波和由一個(gè)用判定設(shè)備恢復(fù)發(fā)射數(shù)據(jù)。
本算法的實(shí)施要求對(duì)一些已有的DSSS的傳統(tǒng)接收機(jī)作小的改動(dòng)。如圖6所示，干擾抑制模塊106可被插到RF前端104和解擴(kuò)/解調(diào)電路110之間，位于具有接收DSSS信號(hào)天線的DSSS接收機(jī)中。如單元112所示，它應(yīng)具有關(guān)于接收機(jī)捕獲和跟蹤狀態(tài)的準(zhǔn)確信息。為了調(diào)整S(W)的幅值和相位，此信息在捕獲和跟蹤模式下均被使用。如前所述，擴(kuò)譜信號(hào)被按期望解擴(kuò)(110處)，濾波(未顯示)，在114處判定設(shè)備或解調(diào)器被用來恢復(fù)發(fā)射數(shù)據(jù)。
該算法的實(shí)現(xiàn)基于兩條重要知識(shí)1〕高功率窄帶信號(hào)對(duì)接收頻譜幅度的影響大于對(duì)相位的影響；2〕M進(jìn)制的PSK擴(kuò)譜信號(hào)頻譜的幅值獨(dú)立于調(diào)制數(shù)據(jù)。
一旦這兩條確定，可以有兩種方法代替接收譜的幅度。這兩種方法可用軟件或?qū)ｉT硬件實(shí)現(xiàn)，以提供計(jì)算量上的折衷。這些方法或是將譜轉(zhuǎn)化為極坐標(biāo)數(shù)據(jù)，替換其中幅度值，然后再變回直角坐標(biāo)數(shù)據(jù)，如圖4所示；或是將信號(hào)歸一化到單位幅值，然后換算幅度以匹配模板，如圖5所示。
上述方法是自適應(yīng)的且要求干擾識(shí)別。本方法提供了優(yōu)于已知技術(shù)的性能，而不局限于跳頻干擾信號(hào)的消除、在一快速衰落環(huán)境中干擾的消除、以及任意高能干擾的消除，只要干擾帶寬不覆蓋于絕大部分的譜上。還應(yīng)注意，該方法主要面向相位調(diào)制實(shí)現(xiàn)，但熟練的技術(shù)人員應(yīng)理解，“時(shí)間”調(diào)制也能被等同使用。
本發(fā)明連同具體實(shí)施例已被詳細(xì)說明。如上所述，本發(fā)明可被實(shí)現(xiàn)于CDMA與AMPS共存的蜂窩波段中。進(jìn)一步，此處描述的接收機(jī)和電路可組成反向確認(rèn)接收機(jī)的一部分。然而，這些實(shí)施例僅是示例，本發(fā)明并不局限于此。熟練的技術(shù)人員會(huì)理解，在本發(fā)明權(quán)利要求書定義的范圍和宗旨內(nèi)，可以進(jìn)行變化和改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用數(shù)據(jù)調(diào)制重復(fù)噪聲序列，從而消除被編碼和發(fā)射的擴(kuò)譜信號(hào)中的數(shù)據(jù)干擾的方法，包括以下步驟在接收端收到帶干擾的擴(kuò)譜信號(hào)；將擴(kuò)譜信號(hào)變換到頻域，得到具有相位信息和幅度信息兩部分的接收信號(hào)；通過將預(yù)存重復(fù)噪聲序列的函數(shù)應(yīng)用到幅度信息部分，消除幅度信息部分的干擾；從相位信息部分提取真正的無干擾數(shù)據(jù)。
2.一種用數(shù)據(jù)相位調(diào)制重復(fù)噪聲序列，從而消除被編碼和發(fā)射的擴(kuò)譜信號(hào)中的數(shù)據(jù)干擾的方法，包括以下步驟在接收端收到帶干擾的擴(kuò)譜信號(hào)；將擴(kuò)譜信號(hào)變換到頻域，得到接收信號(hào)；通過將接收信號(hào)與重復(fù)噪聲序列的譜的倒數(shù)相乘，得到帶干擾的數(shù)據(jù)譜；以及歸一化帶干擾的數(shù)據(jù)譜以得到干凈的數(shù)據(jù)譜。
3.一種從擴(kuò)譜信號(hào)中消除干擾的方法，包括以下步驟在發(fā)射端使用相移鍵控調(diào)制信息；通過相位調(diào)制重復(fù)噪聲序列將信息擴(kuò)展于預(yù)定的譜，得到擴(kuò)譜信號(hào)；以及發(fā)射擴(kuò)譜信號(hào)；在接收端收到帶干擾的擴(kuò)譜信號(hào)；將擴(kuò)譜信號(hào)變換到頻域，得到接收信號(hào)；通過將接收信號(hào)與重復(fù)噪聲序列譜的倒數(shù)相乘，得到帶干擾的數(shù)據(jù)譜；以及限制帶干擾的數(shù)據(jù)譜的幅度以得到干凈的數(shù)據(jù)譜。
4.權(quán)利要求3的方法，其中此方法進(jìn)一步包括，帶干擾擴(kuò)譜信號(hào)乘以窗函數(shù)，得到混頻擴(kuò)譜信號(hào)。
5.權(quán)利要求4的方法，其中在混頻帶干擾擴(kuò)譜信號(hào)的步驟中，進(jìn)一步包括將帶干擾擴(kuò)譜信號(hào)與帶寬譜限制窗逐點(diǎn)標(biāo)量相乘。
6.權(quán)利要求3的方法，其中在混頻接收信號(hào)的步驟中，進(jìn)一步包括將接收信號(hào)與重復(fù)噪聲序列譜的幅值的倒數(shù)逐點(diǎn)復(fù)數(shù)相乘。
7.一種從擴(kuò)譜信號(hào)中消除干擾的方法，包括以下步驟在發(fā)射端通過相位調(diào)制重復(fù)噪聲序列將信息擴(kuò)展于預(yù)定的譜，得到擴(kuò)譜信號(hào)；發(fā)射擴(kuò)譜信號(hào)；在接收端收到帶干擾的擴(kuò)譜信號(hào)；將帶干擾擴(kuò)譜信號(hào)乘以窗函數(shù)，得到混頻擴(kuò)譜信號(hào)；使用重復(fù)噪聲序列譜的倒數(shù)解擴(kuò)混頻擴(kuò)譜信號(hào)，得到帶干擾數(shù)據(jù)譜；以及復(fù)歸一化帶干擾數(shù)據(jù)譜，得到干凈的數(shù)據(jù)譜。
8.一種從擴(kuò)譜信號(hào)中消除干擾的方法，包括以下步驟在發(fā)射端通過對(duì)信息相位調(diào)制重復(fù)噪聲序列將信息擴(kuò)展于預(yù)定的譜，得到擴(kuò)譜信號(hào)；發(fā)射擴(kuò)譜信號(hào)；在接收端收到帶干擾的擴(kuò)譜信號(hào)；將帶干擾擴(kuò)譜信號(hào)變換到頻域，得到包含受損幅度譜和受損相位譜的受損數(shù)據(jù)信號(hào)譜；在頻域?qū)⑹軗p幅度譜替換為預(yù)存的重復(fù)噪聲序列幅度譜；以及混合預(yù)存的重復(fù)噪聲序列幅度譜與受損相位譜，得到在頻域中真正無干擾的擴(kuò)譜信號(hào)。
9.一個(gè)用來接收和解碼在直接序列擴(kuò)譜信號(hào)中被編碼的受損數(shù)據(jù)的接收機(jī)，包括接收擴(kuò)譜信號(hào)的接收模塊；將擴(kuò)譜信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域的頻域轉(zhuǎn)換器，以得到受損相位信息部分和受損幅度信息部分；抑制受損幅度信息部分干擾的干擾抑制電路，以得到幅度抑制信息部分，并進(jìn)而混合受損幅度信息部分和受損相位信息部分以得到干擾抑制信息信號(hào)；以及將干擾抑制信息信號(hào)從頻域轉(zhuǎn)換到時(shí)域的時(shí)域轉(zhuǎn)換器、
10.一個(gè)用來發(fā)射、接收和解碼在直接擴(kuò)譜信號(hào)中被編碼的受損數(shù)據(jù)的擴(kuò)譜系統(tǒng)，包括用來發(fā)射擴(kuò)譜信號(hào)的發(fā)射機(jī)；用來接收擴(kuò)譜信號(hào)的接收機(jī)；將擴(kuò)譜信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域的頻域轉(zhuǎn)換器，得到受損相位信息部分和受損幅度信息部分；以及用來抑制受損幅度信息部分干擾的干擾抑制電路，以得到幅度抑制信息部分，并進(jìn)而混合受損幅度信息部分和受損相位信息部分以得到干擾抑制信息信號(hào)。
全文摘要
消除擴(kuò)譜信號(hào)中干擾的方法,在擴(kuò)譜發(fā)射機(jī)(10)包括,通過相位調(diào)制重復(fù)噪聲序列(18)擴(kuò)展信息于預(yù)定的譜,以提供擴(kuò)譜信號(hào)并發(fā)射該擴(kuò)譜信號(hào)。該方法還包括一個(gè)擴(kuò)譜接收機(jī),用來接收帶干擾(41)擴(kuò)譜信號(hào),通過窗函數(shù)(44)混頻(42)帶干擾擴(kuò)譜信號(hào),得到混頻擴(kuò)譜信號(hào)。通過利用重復(fù)噪聲序列譜的倒數(shù)(50)解擴(kuò)混頻(48)擴(kuò)譜信號(hào),得到帶干擾數(shù)據(jù)譜,然后歸一化(52)它得到干凈的數(shù)據(jù)譜。代替地,信息可通過將受損幅度譜替換為預(yù)存的PN序列幅度譜(70)被恢復(fù),如接收機(jī)(60)所示。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1200851SQ96197833
公開日1998年12月2日 申請(qǐng)日期1996年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月24日
發(fā)明者斯里姆·蘇伊西, 約漢·B·格曼 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司