專(zhuān)利名稱：接收或發(fā)射消息的方法
在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的消息進(jìn)行數(shù)字傳輸時(shí)，通常都使用所謂的擴(kuò)展序列(spreading codes,Spreizcodes擴(kuò)展碼)。如果發(fā)射信號(hào)用這種擴(kuò)展序列鍵控?fù)Q向，則發(fā)射信號(hào)的擴(kuò)展寬度增大。一般使用具有定時(shí)脈沖的擴(kuò)展序列，其時(shí)間常數(shù)(碼片、TC)比數(shù)字消息信號(hào)的脈沖寬度(T)小很多。數(shù)字消息信號(hào)的一個(gè)脈沖或一個(gè)符號(hào)則分成擴(kuò)展序列的大的數(shù)N個(gè)碼片的多，以此消息信號(hào)的帶寬相應(yīng)地增加多倍。
采用頻譜擴(kuò)展(擴(kuò)頻)的這種傳輸方法的重要的例子是所謂的碼分多址(CDMA)方法，該方法例如在移動(dòng)電話或無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域起越來(lái)越重要的作用。按這種方法，在接收機(jī)中，擴(kuò)展的信號(hào)與匹配的擴(kuò)展序列相關(guān)。因?yàn)椴煌?、不等同的擴(kuò)展序列，實(shí)際上彼此具有可忽略的相關(guān)性，所以這種方法可能從擴(kuò)展的信號(hào)中包含的有用信號(hào)的多個(gè)數(shù)字中，準(zhǔn)確地檢測(cè)一個(gè)有用信號(hào)，其中在發(fā)射機(jī)中用其它擴(kuò)展序列進(jìn)行鍵控?fù)Q向的所有的其它有用信號(hào)，在接收機(jī)中都可有效地進(jìn)行抑制。對(duì)此，作為必要的前提條件，一般可看成，接收機(jī)使用同一個(gè)擴(kuò)展序列達(dá)到相關(guān)性，該擴(kuò)展序列已用于對(duì)該接收機(jī)確定的有用信號(hào)進(jìn)行鍵控?fù)Q向(Umtastung)(擴(kuò)展)。
一般來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)采用這種方法的設(shè)備相當(dāng)昂貴。因?yàn)樾枰罅康?、不斷增加的有用信道?shù)，所以所用的擴(kuò)展序列變得相當(dāng)長(zhǎng)和相應(yīng)的脈沖間隔時(shí)間變得越來(lái)越短。這要求例如相應(yīng)的復(fù)雜的和具有相當(dāng)高的脈沖速率的相關(guān)器。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種技術(shù)原理，用此原理可以減少對(duì)這種相關(guān)性以及一般來(lái)說(shuō)對(duì)接收擴(kuò)展信號(hào)的耗費(fèi)。這個(gè)任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求之一所述的方法解決。
采用這種方法，為接收傳輸?shù)南⑹褂玫诙U(kuò)展序列，它比為使發(fā)射機(jī)中消息信號(hào)鍵控?fù)Q向所用的第一擴(kuò)展序列短。如果第一擴(kuò)展序列有N個(gè)碼片，則第二擴(kuò)展序列有M個(gè)碼片就夠了，其中M比N小。以此在接收機(jī)中采用第二擴(kuò)展序列，擴(kuò)展的信號(hào)相關(guān)過(guò)程可得到簡(jiǎn)化。在發(fā)射消息時(shí)，本發(fā)明規(guī)定使用適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展序列，用此擴(kuò)展序列保護(hù)不同信道的擴(kuò)展序列的正交性。
固然從美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)5673260(CDMA移動(dòng)通信的方法和系統(tǒng))中，1997年9月30日發(fā)表，這些系統(tǒng)是已知的，其中在接收機(jī)中使接收機(jī)與發(fā)射機(jī)同步，采用的擴(kuò)展序列比在發(fā)射機(jī)中的短。但當(dāng)進(jìn)行同步時(shí)卻使用很長(zhǎng)的接收機(jī)準(zhǔn)確地知道的同步數(shù)據(jù)序列。在此，問(wèn)題并不在于檢測(cè)數(shù)據(jù)(消息)，而在于利用已知的同步數(shù)據(jù)在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間求出合適的時(shí)延。相反，本發(fā)明用于檢測(cè)接收機(jī)未知的數(shù)據(jù)。如果在此接收機(jī)中使用縮短的或較短的擴(kuò)展序列，這種處理方法和其中要解決的問(wèn)題基本上與縮短的擴(kuò)展序列的同步是不同的。
本發(fā)明優(yōu)選的進(jìn)一步擴(kuò)展是從屬權(quán)利要求的對(duì)象。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案規(guī)定擴(kuò)展序列長(zhǎng)度與各占支配地位的接收條件自適應(yīng)匹配。在此，接收質(zhì)量可借助冗余碼確定，并且必要時(shí)給予改進(jìn)。按照本發(fā)明的相應(yīng)的實(shí)施方案，合適的擴(kuò)展序列的應(yīng)用允許通過(guò)間歇斷路或一定的硬件單元的較慢的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)來(lái)節(jié)省能源。在發(fā)射端，按照本發(fā)明的相應(yīng)的進(jìn)一步改進(jìn)，這樣選擇擴(kuò)展序列，以便保證短的擴(kuò)展序列的(實(shí)際上足夠的)正交性。
下面根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例和借助附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。


圖1用方框圖示出了優(yōu)選短的擴(kuò)展序列，該序列使接收設(shè)備的特別節(jié)省能源的工作成為可能。
圖2用方框圖示出了優(yōu)選擴(kuò)展序列，用該序列可保障不同信道擴(kuò)展序列的正交性。
在按照頻帶擴(kuò)展技術(shù)(擴(kuò)頻)原理所實(shí)施的傳輸系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)符號(hào)通過(guò)傳輸信道象如下所述進(jìn)行傳輸。例如由持續(xù)時(shí)間T的矩形脈沖組成的發(fā)射信號(hào)，通過(guò)長(zhǎng)度為T(mén)=N*TC的快速的第一擴(kuò)展序列進(jìn)行鍵控?fù)Q向。在此，TC是擴(kuò)展序列(擴(kuò)展碼)的碼片持續(xù)時(shí)間。它比T小許多，以至于信號(hào)將成為寬帶的。理想的方式是形成白寬帶信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)具有信號(hào)傳輸時(shí)間{tk}的多路信道傳輸，并且在接收機(jī)中受檢測(cè)。
對(duì)于多個(gè)用戶的存取，使用相互正交擴(kuò)展序列。對(duì)每個(gè)有用信道都使用一個(gè)自己的擴(kuò)展序列，該序列對(duì)其它擴(kuò)展序列成正交關(guān)系，也即其與其它擴(kuò)展序列(實(shí)際最小)的相關(guān)性最小。因此，所有的有用信道都可同時(shí)通過(guò)唯一的一個(gè)寬頻帶傳輸并到達(dá)接收機(jī)。
在接收機(jī)中，為檢測(cè)發(fā)射信號(hào)，接收信號(hào)與相同的、誠(chéng)然有tK∈{tk}延遲的擴(kuò)展序列相關(guān)。人們把這種操作也看作是解除擴(kuò)展。各個(gè)用戶都要使用專(zhuān)用的正交擴(kuò)展序列知識(shí)選擇。此外，具有運(yùn)行時(shí)間為tk≠tK的路徑受到抑制，因?yàn)闀r(shí)間移位的擴(kuò)展序列一般來(lái)說(shuō)既不與其它擴(kuò)展序列也不與本身(額定值)相關(guān)。按另一種解釋?zhuān)邮諜C(jī)展示一個(gè)對(duì)有關(guān)的有用信道和發(fā)射機(jī)進(jìn)行信號(hào)匹配的濾波器。通過(guò)這種相關(guān)性，在較小的信/噪比情況下，可成功地進(jìn)行單義的識(shí)別發(fā)射機(jī)。
只要接收到一個(gè)數(shù)據(jù)比特，就可進(jìn)行檢測(cè)。它可受有效的方法象消除交織或信道譯碼借助維特比(Viterbi)算法支持。其中，可能允許進(jìn)行誤差校正的用于信道編碼的代碼的冗余度，以分級(jí)統(tǒng)計(jì)評(píng)估數(shù)據(jù)比特的方式，例如用最大的后驗(yàn)概率(MAP)評(píng)估方法，用來(lái)進(jìn)行接收質(zhì)量的評(píng)估和/或改進(jìn)。這類(lèi)方法基本上專(zhuān)業(yè)人員都已知。它的涉及本發(fā)明的應(yīng)用，按本發(fā)明說(shuō)明書(shū)閱讀不會(huì)給專(zhuān)業(yè)人員造成困難。
如果這種方法足夠有效或信/噪比足夠大，則有用信息也可當(dāng)人們未進(jìn)行與長(zhǎng)度為N*TC的各適合的、用戶專(zhuān)用的第一擴(kuò)展序列的相關(guān)時(shí)，也可以復(fù)原(檢測(cè))，長(zhǎng)度N*TC的擴(kuò)展序列在發(fā)射機(jī)中也已使用。這是一種基本設(shè)想，本發(fā)明以此為基礎(chǔ)。也就是說(shuō)，代之于此，也可使用一種縮短的或較短的第二擴(kuò)展序列，長(zhǎng)度為具有M＜N的M*TC，并且只將M碼片代替N碼片納入信號(hào)處理。
通過(guò)此，相應(yīng)的節(jié)省硬件資源和能源是可能的。因?yàn)槿藗冊(cè)谶m當(dāng)?shù)剡x擇縮短的或較短的擴(kuò)展序列時(shí)，該序列例如是一個(gè)在發(fā)射機(jī)中使用的擴(kuò)展序列的-等距的或不等距的-取樣子序列，可以使用具有節(jié)拍速率較小的或工作能力較小的和省電的處理器的系統(tǒng)。如果在另一方面，使用縮短的擴(kuò)展序列，這些序列是在發(fā)射機(jī)中使用的擴(kuò)展序列的有關(guān)的子序列，則可間歇地使硬件單元斷路，并以此節(jié)省能源。如果如此選擇要檢測(cè)的消息的2個(gè)相繼符號(hào)的縮短的擴(kuò)展序列，以至于有可能通過(guò)盡可能長(zhǎng)的相關(guān)聯(lián)的時(shí)間間隔使接收單元的各個(gè)設(shè)備斷路，這些都特別予以優(yōu)選。這些-如圖1所示-可最簡(jiǎn)單地予以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)使用一對(duì)縮短的擴(kuò)展序列，其在時(shí)間上的第一擴(kuò)展序列(KSF1)與相應(yīng)的未縮短的擴(kuò)展序列(SF1)末端一致，其在時(shí)間上的第二擴(kuò)展序列(KSF2)與相應(yīng)的未縮短的擴(kuò)展序列(SF2)起始端一致。
除了按原詞義的縮短的擴(kuò)展序列外，一個(gè)未縮短的擴(kuò)展序列，例如(a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7…)的真正的子序列，例如(a1、a4、a6、a7、a10、a11、a34…)，也可能使用其它的短擴(kuò)展序列，這些序列作為另外的未縮短的擴(kuò)展序列，例如(b1、b2、b3、b4、b5、b6…)的子序列，例如(b1、b3、b5、b7、b9…)理解，它們誠(chéng)然彼此必須具有一個(gè)足夠大的互相關(guān)性，主要與(a1+b1、a2+b2、a3+b3、a4+b4…)成正比，這樣可檢測(cè)具有足夠信/噪比的所需的通信信道并且足以擬制其它的通信信道。當(dāng)在本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的范圍內(nèi)介紹的是一個(gè)縮短的擴(kuò)展序列時(shí)，為使寫(xiě)法達(dá)到一目了然，因此總是指這些一般的、較好地被看作較短的或短的擴(kuò)展序列的擴(kuò)展序列，如果不特別強(qiáng)調(diào)與其相反的一面。同樣，按嚴(yán)格地詞義來(lái)說(shuō)，擴(kuò)展序列一般當(dāng)然不會(huì)與其它擴(kuò)展序列一致，以便有可能達(dá)到有用的相關(guān)性；在大多數(shù)情況下，更確切地說(shuō)，一個(gè)足夠高的互相關(guān)性就足夠了。當(dāng)由本說(shuō)明書(shū)的易讀性的原因部分地簡(jiǎn)單地只談到(必要時(shí)也只是部分地)兩個(gè)擴(kuò)展序列的一致性時(shí)，這也是在讀本說(shuō)明書(shū)時(shí)始終應(yīng)予考慮的。
在接收長(zhǎng)度為N*TC借助頻帶擴(kuò)展技術(shù)傳輸?shù)谋忍鼗蚍?hào)后，就啟動(dòng)解擴(kuò)展。在有足夠的信/噪比時(shí)，由此通過(guò)具有長(zhǎng)度為M*TC的縮短的專(zhuān)用擴(kuò)展序列的相關(guān)性，一般可完全地復(fù)原已發(fā)射的符號(hào)以及已發(fā)射的有用數(shù)據(jù)。通過(guò)使用信道編碼時(shí)實(shí)現(xiàn)的冗余度使這一點(diǎn)很容易作到。由此可達(dá)到節(jié)省，因?yàn)椴皇撬械囊寻l(fā)射的碼片都必須接收和必須處理。
如果有用數(shù)據(jù)的復(fù)原出乎意料之外，例如由于接收質(zhì)量太差是不可能的，則必須通過(guò)重新建立與有時(shí)較長(zhǎng)的擴(kuò)展序列的相關(guān)性準(zhǔn)確地求得數(shù)據(jù)。對(duì)此，還應(yīng)將其它碼片一同納入相關(guān)性。先前運(yùn)行的結(jié)果可得到應(yīng)用。信/噪比的計(jì)算或統(tǒng)計(jì)評(píng)估的結(jié)果在信道譯碼時(shí)可作為各自發(fā)射的比特的狀態(tài)的判定基礎(chǔ)。隨著對(duì)傳輸質(zhì)量的認(rèn)識(shí)，根據(jù)所要求的可靠性，也可估計(jì)縮短的擴(kuò)展序列的最小長(zhǎng)度。
通過(guò)使用較短的擴(kuò)展序列，相互為正交的擴(kuò)展序列的數(shù)量減少。因此，合理地規(guī)定將擴(kuò)展序列分配給用戶或邏輯信道的模式和順序，或在無(wú)線電小區(qū)內(nèi)不使用某些擴(kuò)展序列都是可優(yōu)選的。例如，象圖2中所示的，規(guī)定這一擴(kuò)展序列，其前半部分與無(wú)線尋呼信道的擴(kuò)展序列一致，在系統(tǒng)中不使用或只是作為最后的使用。
這種原理特別適用于所謂的無(wú)線尋呼模式和所謂的廣播信道(BCCH)。在那里，信號(hào)被發(fā)送給處于一個(gè)無(wú)線電小區(qū)內(nèi)的多個(gè)移動(dòng)站。為保障這個(gè)信號(hào)由所有的移動(dòng)站接收到，必須用比較高的功率發(fā)射信號(hào)。大多數(shù)移動(dòng)站都處于接收質(zhì)量足夠好的有利位置，并且使用與較短擴(kuò)展序列相關(guān)性的在此所述的方法，不使消息漏掉。與此相聯(lián)系的省電在無(wú)線尋呼模式特別重要，因?yàn)樗苯雍吞貏e明顯地有助于延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間。
模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和相關(guān)器特別適合間歇斷路。這種改進(jìn)的方法結(jié)合在與圖1所示的擴(kuò)展序列的選擇是特別優(yōu)選的。取樣子序列特別適用于較小脈沖頻率的發(fā)出時(shí)鐘脈沖的改進(jìn)方案。根據(jù)本說(shuō)明書(shū)專(zhuān)業(yè)人員都清楚，兩種措施也可合并使用。
如圖1方框圖所示，為了使在時(shí)間上相繼的通信符號(hào)(數(shù)據(jù)、比特、代碼字之類(lèi))NS1、NS2、NS3、NS4進(jìn)行鍵控?fù)Q向(擴(kuò)展)，在發(fā)射機(jī)中使用第一擴(kuò)展序列SF1和SF2。如果在接收機(jī)中這時(shí)使用短的或縮短的擴(kuò)展序列KSF1和KSF2，該序列在時(shí)間上如此配置，以至于控制信號(hào)CS為控制接通和斷開(kāi)的硬件設(shè)備只必須在時(shí)間t1和t3時(shí)接通，并在時(shí)間t2和t4時(shí)斷開(kāi)。短的擴(kuò)展序列KSF1和KFS2在時(shí)間上不是相關(guān)聯(lián)的配置時(shí)，控制信號(hào)必須較快速地鍵控?fù)Q向，以此會(huì)引起較大的能源消耗。
圖2具體說(shuō)明在選擇合適的擴(kuò)展序列時(shí)的關(guān)系。這些可在所謂的代碼樹(shù)中系統(tǒng)地表示出來(lái)，該代碼樹(shù)用擴(kuò)展序列增長(zhǎng)的長(zhǎng)度提供一個(gè)正交擴(kuò)展序列的指數(shù)增長(zhǎng)的數(shù)。因?yàn)檫@些畢竟都是等值的擴(kuò)展序列的其它類(lèi)型或分類(lèi)系統(tǒng)，對(duì)專(zhuān)業(yè)人員都是已知的，所以在這里只處理這種類(lèi)型的擴(kuò)展序列?？墒?，用其它類(lèi)型的擴(kuò)展碼同樣能很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。為防止通過(guò)使用較短的或縮短的擴(kuò)展序列出現(xiàn)正交性損失，在無(wú)線尋呼信道r1區(qū)儲(chǔ)備擴(kuò)展序列并且只使用為獨(dú)立的用戶信道的擴(kuò)展從r2區(qū)來(lái)的擴(kuò)展序列，這些都是有意義的。
權(quán)利要求
1.接收消息的方法，按該方法為檢測(cè)消息，使借助第一擴(kuò)展序列進(jìn)行的頻譜擴(kuò)展的信號(hào)與比第一擴(kuò)展序列短的第二擴(kuò)展序列相關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中縮短的第二擴(kuò)展序列是第一擴(kuò)展序列的子序列。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中第二擴(kuò)展序列盡可能地短可是卻正好這樣長(zhǎng)地進(jìn)行選擇，以至于具有足夠質(zhì)量或安全的消息的接收是可能的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中接收消息的質(zhì)量要連續(xù)地進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且使所用第二擴(kuò)展序列的長(zhǎng)度連續(xù)地與瞬間的接收質(zhì)量匹配，以達(dá)到足夠的接收質(zhì)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4之一所述的方法，其中接收質(zhì)量借助冗余碼確定，已使用該碼進(jìn)行消息的信道編碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5之一所述的方法，其中接收質(zhì)量借助糾錯(cuò)碼進(jìn)行改進(jìn)，使用該碼進(jìn)行消息的信道編碼。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中接收單元的各個(gè)設(shè)備，例如象模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或相關(guān)器，間歇斷路或用較小的脈沖頻率工作，因?yàn)闉榱诉_(dá)到相關(guān)性，使用第二擴(kuò)展序列，它比第一擴(kuò)展序列短。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中接收單元的各個(gè)設(shè)備的間歇斷路，通過(guò)為此設(shè)置的控制設(shè)備這樣進(jìn)行控制，以至于接收單元的電流消耗在接收質(zhì)量設(shè)定好時(shí)盡可能小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中這樣選擇要檢測(cè)的消息的2個(gè)相繼符號(hào)的縮短的擴(kuò)展序列，以至于接收單元的各個(gè)設(shè)備斷路經(jīng)歷盡可能長(zhǎng)的相關(guān)聯(lián)的時(shí)間間隔是可能的。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中如果接收質(zhì)量在使用第二或前一個(gè)擴(kuò)展序列達(dá)不到要求時(shí)，則可延長(zhǎng)第二或前一個(gè)擴(kuò)展序列達(dá)到同樣比第一擴(kuò)展序列短的第三或其它擴(kuò)展序列。
11.發(fā)射消息給多數(shù)接收機(jī)的方法，其中a)對(duì)各個(gè)接收機(jī)消息信號(hào)用每個(gè)接收機(jī)不同的專(zhuān)用第一擴(kuò)展序列進(jìn)行頻譜擴(kuò)展，b)對(duì)一組接收機(jī)確定的消息信號(hào)，用對(duì)這組所有的接收機(jī)共同的第一擴(kuò)展序列進(jìn)行頻譜擴(kuò)展，并且其中c)這樣選擇或選出不同的專(zhuān)用第一擴(kuò)展序列，以至于屬于這些不同的專(zhuān)用第一擴(kuò)展序列的第二擴(kuò)展序列，具有與對(duì)這組接收機(jī)所用的擴(kuò)展序列的盡可能小的或理想小的相關(guān)性。
12.發(fā)射消息給多數(shù)接收機(jī)的方法，其中一個(gè)與無(wú)線尋呼信道的擴(kuò)展序列具有基本上不是極小的互相關(guān)性的擴(kuò)展序列，不得使用或只有當(dāng)不能提供其它擴(kuò)展序列時(shí)才能使用。
全文摘要
特別在無(wú)線尋呼信道使用縮短的擴(kuò)展序列(擴(kuò)展碼)用于接收CDMA信號(hào)時(shí)相關(guān),使得節(jié)省電流的措施例如象使模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或相關(guān)器間歇斷路成為可能。為保障擴(kuò)展序列的正交性,這樣來(lái)選擇所用的擴(kuò)展序列,以至于它盡可能不與無(wú)線尋呼信道的擴(kuò)展序列相關(guān)。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1319278SQ99811214
公開(kāi)日2001年10月24日 申請(qǐng)日期1999年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月22日
發(fā)明者J·米歇爾, B·拉爾夫 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司