專利名稱:并行跳變混合直接序列/慢跳頻碼分多址系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種碼分多址(CDMA)系統(tǒng),尤其涉及一種并行跳變混合直接序列(DS)/慢跳頻(SFH)碼分多址(CDMA)系統(tǒng)。
在過(guò)去的十年中,無(wú)線通信得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。在下個(gè)世紀(jì)之初,無(wú)線通信市場(chǎng)將達(dá)到600億美元。為了滿足未來(lái)的不斷增長(zhǎng)的需要,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于擴(kuò)展的無(wú)線信道能力。
目前,有兩種將固定頻譜資源分配給不同用戶的基本方案窄帶信道劃分系統(tǒng)和寬帶系統(tǒng)。有兩種窄帶系統(tǒng),第一種采用頻分多址(FDMA),其中,將每個(gè)用戶指定到不同的頻率。在鄰近信號(hào)之間保留保護(hù)頻帶,以使信道之間的串音最小。第二種采用時(shí)分多址(TDMA),其中,將每個(gè)用戶指定到不同的時(shí)隙。對(duì)比之下,在寬帶系統(tǒng)中,整個(gè)系統(tǒng)帶寬對(duì)每個(gè)用戶均是可用的,并且比傳輸信息所需帶寬大許多倍。這種系統(tǒng)稱作擴(kuò)頻(SS)系統(tǒng)。近年來(lái),擴(kuò)頻系統(tǒng)已經(jīng)從軍用通信運(yùn)用到商用通信領(lǐng)域,從而引入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS-95碼分多址技術(shù)來(lái)作為商用數(shù)字蜂窩和個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)網(wǎng)絡(luò)的替代標(biāo)準(zhǔn)。IS-95CDMA已在世界范圍內(nèi)的大量蜂窩和PCS市場(chǎng)中得到了應(yīng)用。多址系統(tǒng)共享固定資源(即頻譜),以向用戶提供所需的話音信道。IS-95標(biāo)準(zhǔn)采用一種稱之為直接序列擴(kuò)頻(DS-SS)的擴(kuò)頻技術(shù)。在直接序列(DS)碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中,待被傳輸?shù)男盘?hào)所占用的帶寬超過(guò)發(fā)送信息所必需的最小帶寬,帶寬擴(kuò)展是通過(guò)與數(shù)據(jù)不相關(guān)的代碼來(lái)進(jìn)行的,并且接收機(jī)采用同步接收的該代碼對(duì)連續(xù)恢復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解擴(kuò)。在操作中,將數(shù)據(jù)信號(hào)與數(shù)據(jù)率比待傳輸?shù)脑摂?shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)率更快的偽隨機(jī)噪聲(PN)序列相乘。
擴(kuò)頻的另一種形式稱作跳頻擴(kuò)頻(FH-SS),其中,載頻信號(hào)以偽隨機(jī)方式在頻帶中移動(dòng)(跳變)。其結(jié)果是在時(shí)間上增加了有效帶寬。具體地講,在跳頻擴(kuò)頻(FH-SS)系統(tǒng)中,載頻按照碼序列產(chǎn)生的模式以離散增量偏移。在FH-SS系統(tǒng)中,信號(hào)頻率在規(guī)定的時(shí)間期間保持恒定,該規(guī)定的時(shí)間期間指跳變時(shí)間Th。FH-SS系統(tǒng)既可以是快跳變系統(tǒng),也可以是慢跳變系統(tǒng)。在快跳變系統(tǒng)中,跳頻以快于消息比特率的速率出現(xiàn)。在慢跳變系統(tǒng)中,跳變率低于消息比特率。也有一種折衷的情況,在這種情況下,跳變率和消息比特率處于同一數(shù)量級(jí)。
FH-SS無(wú)線系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)偶發(fā)的強(qiáng)突發(fā)差錯(cuò),而DS-SS系統(tǒng)中則會(huì)出現(xiàn)連續(xù)并且低級(jí)隨機(jī)差錯(cuò)。在DS-SS無(wú)線系統(tǒng)中,一些單個(gè)差錯(cuò)隨機(jī)地分布在整個(gè)時(shí)間上,而在FH-SS無(wú)線系統(tǒng)中,差錯(cuò)成群地分布。突發(fā)差錯(cuò)可造成隨時(shí)間和頻率變化的衰落或單頻干擾。DS-SS系統(tǒng)在時(shí)域和頻域內(nèi)對(duì)信息進(jìn)行擴(kuò)展,從而提供了時(shí)間和頻率分集,使衰落和干擾的影響最小。
混合DS/FH DMA無(wú)線系統(tǒng)結(jié)合了DS和FH無(wú)線系統(tǒng)的諸優(yōu)點(diǎn)?;旌螪S/FHCDMA無(wú)線系統(tǒng)在整個(gè)可用擴(kuò)展帶寬上通過(guò)部分使用直接序列和部分跳頻而擴(kuò)展帶寬。
圖1是根據(jù)混合DS/FHCDMA系統(tǒng)的常規(guī)發(fā)射機(jī)單元的現(xiàn)有技術(shù)的示意圖。如圖1所示,首先在乘法器6上以偽隨機(jī)噪聲序列對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展,然后將得到的信號(hào)在乘法器8上乘以在頻率合成器10上產(chǎn)生的載頻fh(t)。
近來(lái),多載波CDMA系統(tǒng)將整個(gè)可用頻帶分解成多個(gè)子帶,以傳輸數(shù)據(jù)。多載波方法的優(yōu)點(diǎn)在于可獲得頻率分集。圖2示出了常規(guī)多載波DSCDMA系統(tǒng)的傳輸單元。如圖2所示,信號(hào)數(shù)據(jù)在乘法器14上與多個(gè)載頻f1、f2、…、fM相乘,然后在傳輸之前在組合器單元16上進(jìn)行組合。
由于以下幾個(gè)方面的原因,僅采用直接序列(DS-SS)方法進(jìn)行帶寬擴(kuò)展具有一定的劣勢(shì)第一,PN序列碼片率需要復(fù)雜的硬件;第二,需要極快的信號(hào)處理算法來(lái)進(jìn)行解調(diào)。在僅采用跳頻方法使用整個(gè)可用帶寬的擴(kuò)展帶寬的情況下,頻率合成器則變得復(fù)雜。
此外,在采用組合了DS系統(tǒng)和FH系統(tǒng)的混合CDMA系統(tǒng)的情況下,可降低PN序列的碼片率,由此可降低頻率合成器的復(fù)雜程度。然而,其代價(jià)是,該組合的系統(tǒng)限制了可同時(shí)接入DSCDMA系統(tǒng)的用戶數(shù)量。
本領(lǐng)域中另一已知的技術(shù)是多載波DSCDMA系統(tǒng),與寬帶單載波DSCDMA系統(tǒng)相比,該多載波系統(tǒng)采用多個(gè)載波來(lái)傳輸窄帶DS擴(kuò)頻信號(hào)。通過(guò)采用單載波DSCDMA系統(tǒng)的常規(guī)RAKE(瑞克)接收機(jī)的路徑分集效應(yīng)來(lái)替代作為多載波DSCDMA系統(tǒng)特征的頻率分集效應(yīng),該多載波DSCDMA系統(tǒng)可降低系統(tǒng)復(fù)雜程度,同時(shí)保持與單載波DSCDMA系統(tǒng)的相同效率。
但是,在此多載波DSCDMA系統(tǒng)中,每個(gè)用戶都使用整個(gè)頻帶,這樣就帶來(lái)在整個(gè)頻帶中與其他用戶的相互干擾。
本發(fā)明提供一種用于并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的設(shè)備。具體地講,本發(fā)明提供一種無(wú)線系統(tǒng),該系統(tǒng)將常規(guī)CDMA系統(tǒng)的特征與DS/CDMA系統(tǒng)、FH/CDMA系統(tǒng)、及多載波系統(tǒng)的特征相組合。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于,其提供的用戶數(shù)多于由可支持多個(gè)用戶的常規(guī)CDMA系統(tǒng)所支持的用戶數(shù)。
通過(guò)參照附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述,本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚,附圖中圖1表示常規(guī)混合DS/FHCDMA系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)的框圖;圖2表示常規(guī)多載波DSCDMA系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)的框圖;圖3表示根據(jù)本發(fā)明的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)的框圖;圖4表示根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的擴(kuò)頻波形的功率譜密度特性;圖5表示根據(jù)本發(fā)明的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的接收機(jī)的框圖;圖6(a+b)和圖7(a+b)表示并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率,該系統(tǒng)中的跳頻頻帶未重疊,并采用分集組合;圖8(a+b)、圖9和圖10表示并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率,該系統(tǒng)中的跳頻頻帶重疊,并采用分集組合。
本發(fā)明提供的是一種混合DS/SFHCDMA無(wú)線通信系統(tǒng),其結(jié)合了直接序列(DS)碼分多址(CDMA)系統(tǒng)與跳頻(FH)CDMA系統(tǒng)和多載波系統(tǒng)的各個(gè)方面。
根據(jù)本發(fā)明的混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)可以稱為部分傳輸多載波DSCDMA系統(tǒng)。但是,在實(shí)際操作中,本發(fā)明的方法不象常規(guī)的混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)那樣在頻率合成器中產(chǎn)生PN序列值的跳頻。相反,本發(fā)明從用于并行傳輸?shù)囊唤M可用載波中任意選擇一個(gè)頻率子集。也就是說(shuō),該組可用載波由一組“接通的”頻率和“關(guān)閉的”頻率組成。
此外,與連續(xù)傳輸預(yù)定子集的載頻的部分傳輸多載波DSCDMA系統(tǒng)相比,本發(fā)明的混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)通過(guò)有選擇地對(duì)在每個(gè)跳變持續(xù)期傳輸一次的載波進(jìn)行跳變而在時(shí)變信道中獲得附加的頻率分集效應(yīng)。
在常規(guī)的多載波DSCDMA系統(tǒng)中,用戶使用整個(gè)可用頻帶。因此,頻帶中的用戶彼此相互干擾。結(jié)果,通過(guò)使用一組可用載波中的一個(gè)子集的載波來(lái)傳輸窄帶DSCDMA信號(hào),可降低常規(guī)多載波DSCDMA系統(tǒng)的總體干擾。在這種系統(tǒng)中,降低了每個(gè)載波頻帶中的系統(tǒng)干擾,但是,也降低了頻率分集,同時(shí)可能導(dǎo)致性能的惡化。
相比之下,通過(guò)采用重疊頻帶來(lái)增加指定頻帶內(nèi)的載波數(shù),本發(fā)明可降低干擾同時(shí)又保持頻率分集。
本發(fā)明的混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的附加的并行跳變可改善衰落信道的性能。已經(jīng)表明,為了實(shí)現(xiàn)頻率分集,通過(guò)對(duì)混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)附加并行跳變,可表現(xiàn)出比進(jìn)行路徑分集組合的DSCDMA系統(tǒng)更好的性能。并行跳變是通過(guò)采用多個(gè)載波來(lái)進(jìn)行跳頻來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而常規(guī)的混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)采用單個(gè)載波來(lái)進(jìn)行跳頻。
當(dāng)用戶數(shù)量少時(shí),通過(guò)采用可導(dǎo)致大量頻率分集的大量并行跳頻,來(lái)實(shí)現(xiàn)低比特差錯(cuò)率。對(duì)比之下,當(dāng)用戶量較大時(shí),通過(guò)采用可避免用戶之間干擾的較小數(shù)量的并行跳頻來(lái)實(shí)現(xiàn)低比特差錯(cuò)率,下面參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖3是基于前面的本發(fā)明敘述的發(fā)射機(jī)的示意圖。如圖3所示,該發(fā)射機(jī)包括數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生單元102,用于產(chǎn)生待傳輸?shù)臄?shù)據(jù);擴(kuò)展器100,用于按PN序列擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào),以產(chǎn)生擴(kuò)頻信號(hào)103;多個(gè)跳頻乘法器110,用于在每個(gè)子帶中將擴(kuò)頻信號(hào)與載波相乘。跳頻裝置110將數(shù)據(jù)信號(hào)乘以每個(gè)子帶中的一個(gè)特定跳頻;多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器120,用于通過(guò)接通/關(guān)閉每個(gè)子帶的信號(hào)傳輸來(lái)選擇特定的子帶;組合器130,用于對(duì)來(lái)自由門函數(shù)產(chǎn)生器120選擇的子帶中的信號(hào)進(jìn)行組合;以及RF(射頻)傳輸單元140,用于通過(guò)無(wú)線電路徑來(lái)傳輸組合的信號(hào)。
圖4表示的是根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的擴(kuò)頻波形的功率譜密度特性。圖4a示出DS擴(kuò)頻信號(hào),它是在跳頻階段之前通過(guò)將數(shù)據(jù)信號(hào)與偽隨機(jī)噪聲(PN)序列相乘而產(chǎn)生的。圖4b表示的是圖4a的信號(hào)在跳頻之后的情形。圖4b中示出了在每個(gè)可用載頻段產(chǎn)生的多個(gè)波形分量。圖4c表示包括圖4b中由門函數(shù)產(chǎn)生器選擇的特定波形分量的求和波形。具體地講,例如如圖4c所示,僅選擇8個(gè)波形分量中的3個(gè)(即f1、f3和f6)進(jìn)行傳輸。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的接收機(jī)的框圖。該接收機(jī)包括高頻接收單元140,用于將接收信號(hào)改變成基帶信號(hào);
DS解擴(kuò)器150,用于通過(guò)將該基帶信號(hào)與PN序列相乘而對(duì)該基帶信號(hào)帶寬進(jìn)行解擴(kuò),其中該P(yáng)N序列與在信號(hào)傳輸中所用的PN序列相同;多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器160,用于通過(guò)在每個(gè)子帶中接通/關(guān)閉信號(hào)而選擇規(guī)定的子帶。該門函數(shù)產(chǎn)生器與在發(fā)射機(jī)中所用的門函數(shù)產(chǎn)生器相同;多個(gè)去跳頻裝置170,用于通過(guò)將每個(gè)子帶中的信號(hào)與在發(fā)射機(jī)中使用的相同跳頻相乘,來(lái)向原始頻帶進(jìn)行去跳頻;積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)檢測(cè)裝置180,用于通過(guò)對(duì)從去跳頻裝置接收的擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行積分來(lái)計(jì)算相關(guān)值。每個(gè)積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)檢測(cè)器在每個(gè)分支中具有相同的權(quán)值;分集組合器190,用于將每個(gè)積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)檢測(cè)器180中輸出的信號(hào)進(jìn)行組合,并輸出單個(gè)分集組合值;和判定裝置200,用于從分集組合值中估計(jì)出初始傳輸信號(hào)。
下面,將參照?qǐng)D3至10來(lái)詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的并行跳變混合DS/SFHCDMA的功能。
下面參照?qǐng)D3,假定用戶總數(shù)為K,圖3示出的是對(duì)第k個(gè)用戶的示例意性信號(hào)傳輸,其中1≤k≤K。假設(shè)已經(jīng)采用二相移相鍵控(BPSK)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行了調(diào)制,此時(shí),第k個(gè)用戶的數(shù)據(jù)信號(hào)bk(t)將具有持續(xù)期為Tc的方波脈沖串,其中第n個(gè)脈沖bk(n)的幅度在nT≤t≤(n+1)T的時(shí)間間隔內(nèi)具有{1,-1}的值。
BPSK調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)然后在擴(kuò)展器100上由DS擴(kuò)展信號(hào)ak(t)進(jìn)行擴(kuò)展。擴(kuò)展信號(hào)第l個(gè)碼片的幅度akl(t)在lTc≤t≤(l+1)Tc期間的值為{1,-1}。如果假設(shè)每個(gè)數(shù)據(jù)脈沖包括N個(gè)碼片,則數(shù)據(jù)脈沖時(shí)間間隔T等于T=NTc。然后,通過(guò)從M個(gè)可用載波中選擇Q個(gè)載波,而在跳頻乘法器110上對(duì)DS擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行并行跳頻(FH)。
Wk,m(t)是門函數(shù),其中k表示第k個(gè)用戶,而m表示用于跳頻的M個(gè)可用載波中的第m個(gè)載波,1≤m≤M。在跳頻時(shí)間jTh≤t≤(j+1)Th期間,門函數(shù)Wjk,m(t)的取值可以是{+1,0}中的一個(gè)。也就是說(shuō),在此跳頻期間,門函數(shù)可取兩個(gè)離散值{+1,0}中的一個(gè),該值分別表示門的接通/關(guān)閉狀態(tài)。門的接通狀態(tài)表示將在跳頻期間傳輸相應(yīng)的載頻。
第k個(gè)用戶傳輸?shù)男盘?hào)sk(t)用式1表示如下Sk(t)=Σm=1M2PkQwk,m(t)bk(t)ak(t)cos(2πfmt+φk,m)------(1)]]>其中M是用作并行跳頻的可用子帶的數(shù)量;Q是被選擇用作并行跳頻的子帶數(shù);Pk是由第k個(gè)用戶傳輸?shù)墓β?;bk(t)是第k個(gè)用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào);ak(t)是用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行相乘的PN序列(即,擴(kuò)展信號(hào));wk,m(t)是第k個(gè)用戶的第m個(gè)門函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的門函數(shù);fm是由第m個(gè)跳頻乘法器相乘的第m個(gè)載頻;以及φk,m是第k個(gè)用戶的第m個(gè)相位分量。
圖4c表示待傳輸?shù)男盘?hào)的功率譜密度特性,其中子帶數(shù)量M=8,而所選擇的子帶數(shù)量Q=3。應(yīng)注意的是,每當(dāng)頻帶不重疊并且M=Q時(shí),本發(fā)明的系統(tǒng)與多載波DSCDMA系統(tǒng)等效。此外,每當(dāng)頻帶不重疊并且Q=1時(shí),本發(fā)明的系統(tǒng)等效于常規(guī)的DS/SFHCDMA系統(tǒng)或混合頻分多址(FDMA)/CDMA系統(tǒng)。
但是,在FDMA/CDMA系統(tǒng)中要連續(xù)保持曾經(jīng)指定的載波,另一方面,根據(jù)本發(fā)明的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)具有在每個(gè)跳變間隔進(jìn)行跳頻時(shí)不連續(xù)受嚴(yán)重衰落影響的優(yōu)點(diǎn)。
下面參照?qǐng)D5,所示的是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的接收機(jī)的框圖。圖5表示的是從第k個(gè)用戶接收到的信號(hào),其中1≤k≤K。該信號(hào)通過(guò)Nakagami衰落信道接收,并可用式2來(lái)描述如下r(t)=Σk=1KΣm=1MΣl=1L2PkQβk,mwk,m(t-tk,t)bk(t-tk,l)ak(t-tk,l)cos(2πfmt+φk,m,l)+n(t)]]>…………(2)其中M是可用子帶的總數(shù);Q是所選擇的子帶的數(shù)量,其中Q≤M;K是用戶數(shù);L是路徑數(shù);Pk是第k個(gè)用戶的傳輸單元的傳輸功率;bk(t)是從第k個(gè)用戶的傳輸單元傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào);ak(t)是在第k個(gè)用戶的傳輸單元的直接序列(DS)擴(kuò)頻的擴(kuò)展器中相乘的偽隨機(jī)噪聲(PN)序列;wk,m(t)是第k個(gè)用戶的第m個(gè)門函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的門函數(shù);fm是在去跳頻乘法器中相乘的第m個(gè)載波;βk,m,l是具有Nakagami概率分布函數(shù)的第k個(gè)用戶的第m個(gè)載波的第l個(gè)路徑的衰落信道的路徑增益;tk,l是第k個(gè)用戶的第l個(gè)通路的路徑時(shí)延;φk,m,l是第k個(gè)用戶的第m個(gè)載波的第l個(gè)通路的相位分量,φk,m,l=φk,l-2πfmlk,l+σk,l(mod2π);n(t)是具有0均值和No/2的雙邊譜密度的加性白高斯噪聲(AWGN)。
高頻接收單元140接收r(t),從而首先在產(chǎn)生解擴(kuò)信號(hào)的DS解擴(kuò)器150上將波形與偽隨機(jī)噪聲(PN)序列ak(t)相乘。然后將該解擴(kuò)信號(hào)提供到多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器160的門函數(shù)wk,m(t)。每個(gè)門函數(shù)wk,m(t)具有對(duì)應(yīng)于其在發(fā)射機(jī)上的值的+1或0值中的一個(gè)值。然后,在積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)檢測(cè)裝置180上,在門函數(shù)為+1的每個(gè)子帶中進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。將每個(gè)相關(guān)運(yùn)算結(jié)果輸入至分集組合器190,以確定初始傳輸數(shù)據(jù)。
圖6至10是比特差錯(cuò)率與信噪比Eb/No的關(guān)系圖,其表示可由根據(jù)本發(fā)明的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的性能優(yōu)勢(shì)。具體地講,圖6至10表示采用如下一組參數(shù)計(jì)算Nakagami衰落信道的比特差錯(cuò)率的結(jié)果擴(kuò)頻(SS)系統(tǒng)的混合比、L個(gè)衰落信道、Nakagami衰落系數(shù)m、衰落衰減系數(shù)d、用戶數(shù)K、分集組合數(shù)A。應(yīng)注意的是,在并行跳變系統(tǒng)的情況下,分集組合值A(chǔ)等于頻率分集數(shù)Q。并且,在直接序列系統(tǒng)的情況下,分集組合值A(chǔ)等于路徑分集組合數(shù)λ。
圖6表示在一特定情況下的比特差錯(cuò)率,在這種情況下,衰落系數(shù)m=0.75,用戶數(shù)K=0,并且跳頻帶未重疊。
為了比較起見(jiàn),圖6進(jìn)一步示出一種情況下的比特差錯(cuò)率,在這種情況下,擴(kuò)頻處理增益為1024的DSCDMA系統(tǒng)的路徑分集組合值λ為4和8。
圖6a表示衰落衰減系數(shù)d=0(即,均勻型多徑強(qiáng)度分布(MIP))的情況下的比特差錯(cuò)率。圖6b表示衰落衰減系數(shù)d=0.2(即,指數(shù)型多徑強(qiáng)度分布)的情況下的比特差錯(cuò)率。
在圖6a中,可將DS處理增益N=256和頻率分集數(shù)Q=4的根據(jù)本發(fā)明的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)看成是路徑分集值λ=4的多載波DSCDMA系統(tǒng)。應(yīng)注意的是,頻率分集數(shù)越大,則DS處理增益N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率就越低。
可將DS處理增益N=256和頻率分集數(shù)Q=8的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)看成是路徑分集值λ=8的多載波DSCDMA系統(tǒng)。
此外,與路徑分集值λ=4的DS擴(kuò)頻系統(tǒng)相比,DS處理增益N=128和頻率分集數(shù)Q=3的本發(fā)明的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)具有更低的比特差錯(cuò)率。這是因?yàn)?,所有用戶在此DSCDMA系統(tǒng)中使用相同的頻帶,并且其他用戶的干擾效應(yīng)比在并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)中的大。
圖6b示出指數(shù)型多徑強(qiáng)度分布,其中所有接收功率集中在并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)中的路徑上,并且可分辨路徑數(shù)是1(即N=128)而未考慮衰落衰減系數(shù)d。
DS處理增益N=256和頻率分集數(shù)Q=4的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的性能不如均勻型多徑強(qiáng)度分布的性能,因?yàn)楦纳频念l率分集不完全抵消由于DS擴(kuò)頻處理增益的降低而引起的比特差錯(cuò)率惡化。
然而,N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率低于其路徑分集組合數(shù)λ=8并且頻率分集數(shù)Q≥6的DSCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率。
由于每個(gè)路徑的信號(hào)功率中的路徑分集組合特性在指數(shù)型多徑強(qiáng)度分布中呈指數(shù)下降,延遲路徑的信號(hào)功率強(qiáng)度相對(duì)較低,因此,即使進(jìn)行了分集組合,但是由干擾分量的組合引起的損耗仍變得大于信號(hào)分量的組合增益。所以,其比特差錯(cuò)率變得大于均勻多徑強(qiáng)度分布的比特差錯(cuò)率。
圖7是并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率與用戶數(shù)K的關(guān)系圖,此處,跳頻帶未重疊。圖7中,衰落衰減系數(shù)d=0.2(即,指數(shù)型多徑強(qiáng)度分布),信噪比Eb/No為20dB 。
圖7a表示衰落系數(shù)m=1的情況下(瑞利(rayleigh)衰落)的比特差錯(cuò)率。圖7b表示衰落系數(shù)m=3的情況下(萊斯(Rician)衰落)的比特差錯(cuò)率。如圖7a和7b兩個(gè)圖所示,N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率低于采用路徑分集的DSCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率。
如圖7a所示,在瑞利衰落的情況下(m=1),若比特差錯(cuò)率為10-6,則N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)可支持的用戶數(shù)比分集組合數(shù)A=4的DSCDMA系統(tǒng)所能支持的用戶數(shù)約多120個(gè)。分集組合數(shù)A,在并行跳變系統(tǒng)的情況下,等于頻率分集數(shù)Q,而在DSCDMA系統(tǒng)的情況下,則等于路徑分集λ。當(dāng)分集組合數(shù)A=8時(shí),N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)與DSCDMA系統(tǒng)得出相同的結(jié)果。
如圖7b所示,在萊斯衰落的情況下(m=3),若比特差錯(cuò)率為10-5,則N=128、分集組合數(shù)A=4、并行跳變混合DS/SFH CDMA系統(tǒng)可支持的用戶數(shù)比DSCDMA系統(tǒng)可支持的用戶數(shù)約多167。當(dāng)分集組合數(shù)A=8時(shí),N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)和DSCDMA系統(tǒng)得出相同的結(jié)果。
對(duì)于N=128的并行跳變混合DS/SFH CDMA系統(tǒng)的頻率分集特性而言,在用戶數(shù)較小的情況下,頻率分集(即,并行跳變頻率數(shù))越大,則比特差錯(cuò)率越低。相應(yīng)地,在用戶數(shù)較大的情況下,頻率分集越小,則比特差錯(cuò)率越低。這是因?yàn)?,如果頻率分集數(shù)(并行跳變頻率數(shù))隨著用戶數(shù)K的增大而變大,則使用相同頻帶的其他用戶數(shù)增大。
圖7中示出的結(jié)果可適用于多至約250個(gè)用戶的情況,但是,從理論上講,有著隨著用戶的增多而增大比特差錯(cuò)率的趨向。在N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)中,很難僅采用擴(kuò)展序列的相位差來(lái)鑒別250個(gè)用戶。但是,除了在可用頻率數(shù)與所使用頻率數(shù)相同的情況以外,可采用并行跳頻和DS擴(kuò)展序列相位差的組合來(lái)增大可鑒別用戶的數(shù)量。
圖8示出其衰落系數(shù)m=0.75并且跳頻帶重疊的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率結(jié)果。給出了對(duì)于擴(kuò)頻處理增益為1024的DSCDMA系統(tǒng)在衰落衰減系數(shù)d分別為0.2和0.6時(shí)路徑分集組合數(shù)λ=4和λ=8情況下的比特差錯(cuò)率結(jié)果。圖8a示出K=10時(shí)的比特差錯(cuò)率。圖8b示出K=30時(shí)的比特差錯(cuò)率。
圖8表示的情況是,在對(duì)DSCDMA系統(tǒng)進(jìn)行路徑分集的情況下,當(dāng)分集組合為8而不是4而衰落衰減系數(shù)d為0或0.2時(shí)比特差錯(cuò)率變得較為明顯的低。亦即,在比特差錯(cuò)率為10-3時(shí)與分集組合數(shù)為4的情況相比,當(dāng)用戶數(shù)K分別為10和30時(shí),其值為8的分集組合分別表現(xiàn)出5.8dB和7.4dB量級(jí)的信噪比優(yōu)勢(shì)。另一方面,在比特差錯(cuò)率為10-3時(shí)與分集組合數(shù)為4的情況相比,當(dāng)衰落衰減系數(shù)d為0.6并且用戶總數(shù)分別為10和30時(shí),其值為8的分集組合分別表現(xiàn)出1.8dB和2dB量級(jí)的信噪比優(yōu)勢(shì)。這是因?yàn)椋p系數(shù)d變大時(shí),大多數(shù)信號(hào)功率集中在路徑前端中,因此,即使路徑分集組合數(shù)增加也不能獲得高增益。
將DS CDMA系統(tǒng)與N=128并且跳頻帶重疊的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)相比,并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率更低。在10個(gè)用戶的情況下,當(dāng)N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的頻率分集為8或更大時(shí),并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率比DSCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率低。此外,在30個(gè)用戶的情況下,當(dāng)N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的頻率分集為6或更大時(shí),并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率比DSCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率低。
如果信噪比Eb/No增大時(shí),則只有其他用戶的干擾才影響比特差錯(cuò)率(衰落干擾或噪聲不產(chǎn)生影響),所以,即使信噪比Eb/No增大,比特差錯(cuò)率也不會(huì)降低。如果用戶數(shù)增大到30時(shí),與用戶數(shù)為10的情況相比,表現(xiàn)為其本底噪聲增大。
圖9表示對(duì)于其跳頻帶重疊、衰落系數(shù)m為1、衰落衰減系數(shù)d為0.2(指數(shù)型多徑強(qiáng)度分布)及信噪比Eb/No為20dB的根據(jù)本發(fā)明的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng),比特差錯(cuò)率隨用戶總數(shù)增加的關(guān)系。
如圖9所示,N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率比采用路徑分集的DSCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率低。亦即,若比特差錯(cuò)率為10-5,N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)可支持的用戶數(shù)比分集組合數(shù)為A的DSCDMA系統(tǒng)可支持的用戶數(shù)約多90~167。應(yīng)理解的是,在并行跳變系統(tǒng)的情況下,分集組合數(shù)A等于頻率分集數(shù)Q,在DS系統(tǒng)的情況下,分集組合數(shù)A等于λ。
比較其跳頻帶重疊、N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的頻率分集特性,在用戶數(shù)K較小的情況下,頻率分集數(shù)Q(即,并行跳頻數(shù))越大,則比特差錯(cuò)率越小。此外,在用戶數(shù)較大的情況下,頻率分集數(shù)Q越小,則比特差錯(cuò)率越小。這是因?yàn)?,如果頻率分集數(shù)Q(并行跳頻數(shù))隨著用戶數(shù)的增大而變大,則使用相同頻帶的其他用戶數(shù)增大。
圖10中示出的是,當(dāng)衰落系數(shù)m為1、信噪比Eb/No為20dB時(shí),跳頻帶重疊的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)中的頻率分集數(shù)Q與比特差錯(cuò)率的關(guān)系。
圖10還示出其路徑分集為8、擴(kuò)頻處理增益為1024、衰落衰減系數(shù)為0.2的DSCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率。比較其跳頻帶重疊、N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的頻率分集特性,在用戶數(shù)K小于50的情況下,頻率分集越大,則比特差錯(cuò)率越小??梢钥闯觯谟脩魯?shù)K較大的情況下,當(dāng)頻率分集數(shù)Q(即并行跳頻數(shù))較大時(shí),比特差錯(cuò)率變大。這是因?yàn)?,如果頻率分集數(shù)Q(并行跳頻數(shù))隨著用戶數(shù)K的增大而變大,則使用相同頻帶的其他用戶數(shù)增大。
圖10中示出的是,當(dāng)衰落系數(shù)m為1、信噪比Eb/No為20dB時(shí),跳頻帶重疊的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)中的頻率分集數(shù)Q與比特差錯(cuò)率的關(guān)系。
圖10還示出其路徑分集為8、擴(kuò)頻處理增益為1024、衰落衰減系數(shù)為0.2的DSCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率。比較其跳頻帶重疊、N=128的并行跳變混合DS/SFHCDMA系統(tǒng)的頻率分集特性,在用戶數(shù)K小于50的情況下,頻率分集越大,則比特差錯(cuò)率越小??梢钥闯觯谟脩糨^大的情況下,當(dāng)頻率分集數(shù)Q(即并行跳頻數(shù))具有6至8之間的值時(shí),比特差錯(cuò)率最小。
這種最小比特差錯(cuò)率出現(xiàn)的原因是,如果頻率分集數(shù)Q(并行跳頻數(shù))隨著用戶數(shù)K的增大而變大,則使用相同頻帶的其他用戶數(shù)增大,并且其他用戶的干擾影響增大。
如上所述,通過(guò)將整個(gè)頻帶分離成多個(gè)子帶并選擇部分子帶,本發(fā)明并行傳輸DS擴(kuò)頻信號(hào),因此,本發(fā)明具有這樣的效果它的比特差錯(cuò)率比使用路徑分集組合的DSCDMA系統(tǒng)的比特差錯(cuò)率低。此外,通過(guò)隨在每個(gè)跳變間隔上傳輸?shù)妮d波的變化而跳變,本發(fā)明還具有在時(shí)變信道中的附加頻率分集的效果。
應(yīng)理解的是,本發(fā)明可采用多種實(shí)施例來(lái)構(gòu)成,下面的列表示出優(yōu)選實(shí)施例的一些要素。
(1)本發(fā)明的發(fā)射機(jī)最好包括數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生單元,用于產(chǎn)生待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào);直接序列(DS)擴(kuò)展器,用于通過(guò)將數(shù)據(jù)信號(hào)與偽隨機(jī)噪聲(PN)序列相乘而擴(kuò)展傳輸帶寬,從而產(chǎn)生擴(kuò)頻信號(hào);多個(gè)跳頻乘法器,用于將擴(kuò)頻信號(hào)與多個(gè)子帶中的載波相乘;多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器,用于通過(guò)接通/關(guān)閉每個(gè)子帶的信號(hào)傳輸來(lái)選擇規(guī)定的子帶;組合器,用于將來(lái)自由多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器選擇的子帶的信號(hào)進(jìn)行組合;以及RF(射頻)傳輸單元,用于通過(guò)無(wú)線電路徑來(lái)傳輸組合的信號(hào)。
(2)最好,將第k個(gè)用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)bk(t)根據(jù)擴(kuò)展信號(hào)ak(t)來(lái)擴(kuò)展,擴(kuò)展信號(hào)ak(t)是在用于DS擴(kuò)頻的擴(kuò)展器中產(chǎn)生的持續(xù)期為Tc的方波脈沖串。
(3)最好,擴(kuò)展信號(hào)alk(t)在lTc≤t≤(l+1)Tc的時(shí)間間隔內(nèi)的值為1或-1,alk(t)是擴(kuò)展信號(hào)alk(t)的第l個(gè)脈沖的幅度。
(4)最好,多個(gè)跳頻乘法器(在每個(gè)子帶)通過(guò)將數(shù)據(jù)信號(hào)載波與在頻率合成器中產(chǎn)生的跳頻相乘,而對(duì)每個(gè)子帶中的數(shù)據(jù)信號(hào)載波進(jìn)行并行跳變操作。
(5)最好,多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器在每個(gè)子帶上隨機(jī)地產(chǎn)生接通/關(guān)閉信號(hào),以僅傳輸那些已經(jīng)隨機(jī)確定為“接通”的信號(hào)。
(6)最好,在這里對(duì)第m個(gè)子帶中的第k個(gè)用戶限定的門函數(shù)wk,m(t)在跳頻時(shí)間期間jTh≤t≤(j+1)Th具有的值為{+1,0}中的一個(gè)值,并且Q為“1”,M-Q為“0”,并通過(guò)隨機(jī)確定子帶來(lái)產(chǎn)生接通/關(guān)閉信號(hào)。門函數(shù)wk,m(t)是在第k個(gè)用戶的第m個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器中產(chǎn)生的,其中t是時(shí)間間隔,j表示第j個(gè)跳變,Th表示跳頻時(shí)間,M是子帶總數(shù),Q是從M個(gè)可用子帶中選擇作為用來(lái)進(jìn)行并行跳變的跳頻數(shù)的子帶數(shù)。
(7)最好,第k個(gè)用戶傳輸?shù)男盘?hào)sk(t)表示為Σm=1M2PkQwk,m(t)bk(t)ak(t)(t)cos(2πfmt+φk,m)]]>其中,M是子帶總數(shù);Q是從所有M個(gè)子帶中被選擇用來(lái)進(jìn)行并行跳頻的的跳頻數(shù)的子帶數(shù);Pk是第k個(gè)用戶的傳輸單元的功率;bk(t)是第k個(gè)用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào);ak(t)是在第k個(gè)用戶的用于DS擴(kuò)頻的擴(kuò)展器中進(jìn)行相乘的PN序列;wk,m(t)是在第k個(gè)用戶的第m個(gè)門函數(shù)發(fā)生器中產(chǎn)生的門函數(shù);fm是在跳頻裝置中相乘的第m個(gè)載波;以及φk,m是第k個(gè)用戶的第m個(gè)相位分量。
(8)最好,發(fā)射機(jī)將整個(gè)頻帶分離成多個(gè)子帶,并選擇一個(gè)子集的子帶來(lái)并行傳輸直接序列擴(kuò)頻信號(hào)。
(9)最好,發(fā)射機(jī)的操作與可用子帶數(shù)與所選子帶數(shù)相等并且各子帶不重疊情況下的多載波直接序列碼分多址系統(tǒng)的操作相同。
(10)最好,發(fā)射機(jī)的操作與所選子帶數(shù)為1并且各子帶不重疊情況下的混合直接序列/慢跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)的操作相同。
(11)最好,發(fā)射機(jī)以這種方式構(gòu)成,即在用戶數(shù)較小的情況下,通過(guò)根據(jù)并行跳頻數(shù)的增大而增加頻率分集組合,來(lái)降低比特差錯(cuò)率。
(12)最好,發(fā)射機(jī)以這種方式構(gòu)成,即在用戶數(shù)較大的情況下,通過(guò)根據(jù)并行跳頻數(shù)的降低而減少頻率分集組合,來(lái)降低比特差錯(cuò)率。
(13)最好,在頻率分集數(shù)的取值在6至8范圍內(nèi)時(shí),比特差錯(cuò)率最低。
(14)最好,發(fā)射機(jī)可分別支持跳頻帶重疊和不重疊的兩種情況。
(15)最好,發(fā)射機(jī)的構(gòu)成能夠通過(guò)每個(gè)用戶使用彼此不同的頻帶來(lái)減少對(duì)其他用戶的干擾影響。
(16)最好,通過(guò)采用用于改變?cè)诿總€(gè)跳變間隔傳輸?shù)妮d波的跳變技術(shù),發(fā)射機(jī)可在時(shí)變信道中獲得附加的頻率分集效果。
(17)最好,本發(fā)明的接收機(jī)包括高頻接收單元,用于將接收信號(hào)變成基帶信號(hào);直接序列(DS)解擴(kuò)器,用于通過(guò)將基帶信號(hào)與偽隨機(jī)噪聲(PN)序列相乘而解擴(kuò)帶寬,其中PN序列與發(fā)射機(jī)中的PN序列相同,并且由高頻接收單元改變基帶信號(hào);多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器,用于通過(guò)在每個(gè)子帶上接通或關(guān)閉所選信號(hào),來(lái)選擇規(guī)定的子帶,其中該多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器與發(fā)射機(jī)中的門函數(shù)產(chǎn)生器相同,并且由DS解擴(kuò)器對(duì)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò);多個(gè)去跳頻乘法器,用于通過(guò)將每個(gè)子帶的信號(hào)與跳頻相乘而對(duì)初始頻帶進(jìn)行去跳頻,其中該跳頻與發(fā)射機(jī)中的跳頻相同,并且由多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器來(lái)選擇信號(hào);積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)檢測(cè)裝置,用于在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間期間,通過(guò)對(duì)由多個(gè)去跳頻裝置去跳頻的信號(hào)進(jìn)行積分來(lái)計(jì)算相關(guān)值;分集組合器,用于將由積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)檢測(cè)裝置積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)檢測(cè)的信號(hào)與每個(gè)分支的權(quán)值相組合;以及判定裝置,用于從分集組合值中估計(jì)初始傳輸信號(hào)。
(18)最好,分集組合器通過(guò)對(duì)每個(gè)并行跳變載波進(jìn)行頻率分集組合來(lái)補(bǔ)償衰落分量。
(19)最好,從高頻接收單元接收到的r(t)信號(hào)表示為r(t)=Σk=1KΣm=1MΣl=1L2PkQβk,m,lwk,m(t-tk,t)bk(t-tk,l)ak(t-tk,l)cos(2πfmt+φk,m,l)+n(t)]]>其中M是所以子帶的總數(shù);Q是從所有M個(gè)子帶中選擇用來(lái)進(jìn)行并行跳變的跳頻數(shù)的子帶數(shù);K是用戶數(shù);L是路徑數(shù);Pk是第k個(gè)用戶的傳輸單元的傳輸功率;bk(t)是從第k個(gè)用戶的傳輸單元傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào);ak(t)是在第k個(gè)用戶的傳輸單元的用于直接序列擴(kuò)頻的擴(kuò)展器中相乘的PN序列;wk,m(t)是第k個(gè)用戶的第m個(gè)門函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的門函數(shù);fm是在去跳頻裝置中相乘的第m個(gè)載波;βk,m,l是第k個(gè)用戶的第m個(gè)載波的第l個(gè)路徑的衰落信道的路徑增益;tk,l是第k個(gè)用戶的第l個(gè)通路的路徑時(shí)延;φk,m,l是第k個(gè)用戶的第m個(gè)載波的第l個(gè)通路的相位分量;n(t)是加性白高斯噪聲。
(20)最好,接收機(jī)將整個(gè)頻帶分離成多個(gè)子帶,并從整個(gè)子帶中選擇部分子帶,然后并行傳輸直接序列擴(kuò)頻信號(hào)。
(21)最好,接收機(jī)的操作與子帶總數(shù)與所選子帶數(shù)相等并且各子帶不重疊情況下的多載波直接序列碼分多址系統(tǒng)中的操作相同。
(22)最好,接收機(jī)的操作與所選子帶數(shù)為1并且各子帶不重疊情況下的混合直接序列/慢跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)中的操作相同。
(23)最好,接收機(jī)以這種方式構(gòu)成,即在用戶數(shù)較小的情況下,通過(guò)根據(jù)并行跳頻數(shù)的增大而增加頻率分集組合,來(lái)降低比特差錯(cuò)率。
(24)最好,接收機(jī)以這種方式構(gòu)成,即在用戶數(shù)較大的情況下,通過(guò)根據(jù)并行跳頻數(shù)的降低而減少頻率分集組合,來(lái)降低比特差錯(cuò)率。
盡管本發(fā)明適于各種修改和替換形式,并且以示例形式在附圖中示出并詳細(xì)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例,但是應(yīng)明白的是,本發(fā)明并不局限于所公開的特定形式,相反,本發(fā)明覆蓋落入由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有修改、等效和替換。
權(quán)利要求
1.一種用在并行跳變混合直接序列/慢跳頻碼分多址系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī),包括(a)數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生單元,用于產(chǎn)生待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào);(b)擴(kuò)展器,用于通過(guò)將所述數(shù)據(jù)信號(hào)與偽隨機(jī)噪聲(PN)序列相乘而產(chǎn)生擴(kuò)頻信號(hào);(c)多個(gè)跳頻乘法器,用于將所述擴(kuò)頻信號(hào)與多個(gè)子帶中一個(gè)特定載波相乘;(d)多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器,用于選擇所述多個(gè)子帶的一個(gè)子集,以從每個(gè)所述選擇的子帶中傳輸所述相乘的擴(kuò)頻信號(hào);(e)組合器,用于將由所述多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器選擇的子帶中的所述相乘的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行組合;以及(f)射頻(RF)傳輸單元,用于通過(guò)無(wú)線電路徑來(lái)傳輸所述組合的相乘擴(kuò)頻信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī),其中將對(duì)第k個(gè)用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號(hào)bk(t)與擴(kuò)展信號(hào)ak(t)相乘,所述擴(kuò)展信號(hào)ak(t)是持續(xù)時(shí)間為Tc的方波脈沖串。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)射機(jī),其中alk(t)在lTc≤t≤(l+1)Tc的時(shí)間間隔內(nèi)的值為1或-1,所述alk(t)是擴(kuò)展信號(hào)alk(t)的第l個(gè)脈沖的幅度。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī),其中所述多個(gè)跳頻乘法器將數(shù)據(jù)信號(hào)載波與每個(gè)所述選擇的子帶中的跳頻相乘。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī),其中所述多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器隨機(jī)地產(chǎn)生一個(gè)接通/關(guān)閉信號(hào),其中所述接通信號(hào)允許隨機(jī)確定的某子帶進(jìn)行傳輸,以僅傳輸所確定子帶的信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī),其中所述門函數(shù)wk,m(t)在每個(gè)所述多個(gè)子帶中在跳頻時(shí)間jTh≤t≤(j+1)Th期間隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)接通和關(guān)閉信號(hào),這里,m和k對(duì)應(yīng)于第k個(gè)用戶的第m個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器,t是時(shí)間間隔,j表示第j個(gè)跳變,Th表示跳頻時(shí)間,M是可用子帶數(shù),Q是從M個(gè)可用子帶中選擇作為跳頻的子帶數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī),其中第k個(gè)用戶傳輸?shù)膫鬏斝盘?hào)sk(t)為Σm=1M2PkQwk,m(t)bk(t)ak(t)cos(2πfmt+φk,m)]]>其中,M是可用子帶數(shù),Q是從所有M個(gè)可用子帶中選擇的子帶數(shù),Pk是第k個(gè)用戶的傳輸單元的功率,bk(t)是第k個(gè)用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào),ak(t)是在第k個(gè)用戶的用于DS擴(kuò)頻的擴(kuò)展器中進(jìn)行相乘的PN序列,wk,m(t)是在第k個(gè)用戶的第m個(gè)門函數(shù)發(fā)生器中產(chǎn)生的門函數(shù),fm是在跳頻裝置中相乘的第m個(gè)載波,以及φk,m是第k個(gè)用戶的第m個(gè)相位分量。
8.一種用于在并行跳變混合直接序列慢跳頻碼分多址系統(tǒng)中傳輸信號(hào)的方法,包括如下步驟將傳輸頻帶分離成多個(gè)子帶;以及選擇所述多個(gè)子帶的一個(gè)子集,以并行傳輸直接序列擴(kuò)頻信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī),其中所述發(fā)射機(jī)可分別支持跳頻帶重疊和不重疊的兩種情況。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī),其中所述發(fā)射機(jī)的構(gòu)成能夠通過(guò)每個(gè)用戶使用彼此不同的頻帶來(lái)減少對(duì)其他用戶的干擾影響。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī),其中所述發(fā)射機(jī)通過(guò)改變?cè)诿總€(gè)跳變時(shí)間傳輸?shù)妮d波來(lái)在時(shí)變信道中獲得附加的頻率分集效果。
12.一種并行跳變混合直接序列/慢跳頻碼分多址系統(tǒng)的發(fā)射機(jī),包括(a)高頻接收單元,用于將接收信號(hào)變成基帶信號(hào);(b)直接序列(DS)解擴(kuò)器,用于通過(guò)將所述基帶信號(hào)與偽隨機(jī)噪聲(PN)序列相乘而解擴(kuò)帶寬,其中所述PN序列與所述發(fā)射機(jī)中的PN序列相同,并且由所述高頻接收單元改變所述基帶信號(hào);(c)多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器,用于通過(guò)在每個(gè)子帶上接通或關(guān)閉信號(hào),來(lái)選擇規(guī)定的子帶,其中所述多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器與所述發(fā)射機(jī)中的門函數(shù)產(chǎn)生器相同,并且由所述直接序列(DS)解擴(kuò)器對(duì)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò);(d)多個(gè)去跳頻裝置,用于通過(guò)將每個(gè)子帶的信號(hào)與跳頻相乘信息而進(jìn)行向初始頻帶的去跳頻,其中所述跳頻與所述發(fā)射機(jī)中的跳頻相同,并且由所述多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器來(lái)選擇所述信號(hào);(e)積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)檢測(cè)裝置,用于在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間,通過(guò)對(duì)由所述多個(gè)去跳頻裝置去跳頻的信號(hào)進(jìn)行積分來(lái)計(jì)算相關(guān)值;(f)分集組合器,用于將由所述積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)檢測(cè)裝置積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)檢測(cè)的信號(hào)與每個(gè)分支的權(quán)值相組合;以及(g)判定裝置,用于從分集組合值中估計(jì)初始傳輸信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的接收機(jī),其中所述分集組合器通過(guò)對(duì)每個(gè)并行跳變載波進(jìn)行頻率分集組合來(lái)補(bǔ)償衰落分量。
14.如權(quán)利要求12所述的接收機(jī),其中從所述高頻接收單元接收到的信號(hào)r(t)表示為r(t)=Σk=1KΣm=1MΣl=1L2PkQβk,m,lwk,m(t-tk,l)bk(t-tk,l)ak(t-tk,l)cos(2πfmt+φk,m,l)+n(t)]]>其中M是子帶總數(shù);Q是從所有M個(gè)子帶中選擇用來(lái)進(jìn)行并行跳變的跳頻數(shù)的子帶數(shù);K是用戶數(shù);L是路徑數(shù);Pk是第k個(gè)用戶的傳輸單元的傳輸功率;bk(t)是從第k個(gè)用戶的傳輸單元傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào);ak(t)是在第k個(gè)用戶的傳輸單元的用于直接序列擴(kuò)頻的擴(kuò)展器中相乘的PN序列;wk,m(t)是第k個(gè)用戶的第m個(gè)門函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的門函數(shù);fm是在去跳頻裝置中相乘的第m個(gè)載波;βk,m,l是第k個(gè)用戶的第m個(gè)載波的第l個(gè)路徑的衰落信道的路徑增益;tk,l是第k個(gè)用戶的第l個(gè)通路的路徑時(shí)延;φk,m,l是第k個(gè)用戶的第m個(gè)載波的第l個(gè)通路的相位分量;以及n(t)是加性白高斯噪聲。
15.如權(quán)利要求14所述的接收機(jī),其中所述接收機(jī)將整個(gè)頻帶分離成多個(gè)子帶,并從整個(gè)子帶中選擇部分子帶,然后并行傳輸直接序列擴(kuò)頻信號(hào)。
16.如權(quán)利要求14所述的接收機(jī),其中所述接收機(jī)的操作與子帶總數(shù)與所選子帶數(shù)相等并且各子帶互不重疊情況下的多載波直接序列碼分多址系統(tǒng)中的操作相同。
17.如權(quán)利要求14所述的接收機(jī),其中所述接收機(jī)的操作與所選子帶數(shù)為1并且各子帶不重疊情況下的混合直接序列/慢跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)中的操作相同。
18.如權(quán)利要求14所述的接收機(jī),其中,在用戶數(shù)較小的情況下,所述接收機(jī)能夠通過(guò)根據(jù)并行跳頻數(shù)的增大而增加頻率分集組合數(shù)來(lái)降低比特差錯(cuò)率。
19.如權(quán)利要求14所述的接收機(jī),其中,在用戶數(shù)較大的情況下,所述接收機(jī)能夠通過(guò)根據(jù)并行跳頻數(shù)的降低而減少頻率分集組合數(shù)來(lái)降低比特差錯(cuò)率。
全文摘要
一種并行跳變混合直接序列/慢跳頻碼分多址系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī),包括:產(chǎn)生待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生單元;通過(guò)將數(shù)據(jù)信號(hào)與PN序列相乘而擴(kuò)展傳輸帶寬從而產(chǎn)生擴(kuò)頻信號(hào)的DS擴(kuò)展器;將擴(kuò)頻信號(hào)與多個(gè)子帶中一個(gè)特定載波相乘的多個(gè)跳頻乘法器;選擇多個(gè)子帶的一個(gè)子集以從每個(gè)選擇的子帶中傳輸相乘的擴(kuò)頻信號(hào)的多個(gè)門函數(shù)產(chǎn)生器;將由多個(gè)門函數(shù)選擇的子帶中的相乘的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行組合的組合器;傳輸組合的相乘信號(hào)的RF傳輸單元。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1232330SQ99101000
公開日1999年10月20日 申請(qǐng)日期1999年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月20日
發(fā)明者樸贊范 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社