专利名称：移动通信系统中进行反向导频信号通信的设备和方法
背景技术：
1.发明领域一般地说，本发明涉及应用于CDMA通信系统的信号检测设备和方法，更具体地说，本发明涉及通过反向链路获取信号来实现多路径检测和指针分配的设备和方法。
2.相关技术说明
图1显示了在用于CDMA(码分多址)移动通信系统的移动台中通过反向链路传输的信号。在图1所示的反向链路中显示了导频信道和业务信道。反向链路的导频信道是以恒定的传输功率传输的。尽管可以根据功率控制改变反向导频信道的传输功率，但总传输功率与导频功率之比值很少有什么变化。
基站解扩从移动台发送的反向链路上的信号，此后，获取多路径分量来分配指针。此时，基站建立特殊的窗口，在窗口宽度内搜索信号。但是，在具有宽带宽的IMT-2000 CDMA通信系统中，由于接收器的时间分辨率高，所以待由搜索器搜索的窗口的码片尺寸增大。另外，与传统窄带通信系统相比，通过一条路径接收的能量可以随着时间分辨率的提高而减少。由于增加的带宽引起的总传输功率与导频功率之比值的增大将沉重的负担施加在进行搜索处理的搜索器上。因此，降低导频信道的传输功率受到限制。
当只有9600 bps的基本信道在IMT-2000 CDMA通信系统的反向链路中传输时，移动台总发送功率的20-25％分配给导频信道。由于这个传输功率对基站中的搜索器搜索传输的导频信道是不够的，因此，基站中的搜索器花费长的积分时间计算相关值以检测多路径分量。但是，花费长的积分时间计算相关值会使硬件变得更加复杂并增加了功率消耗。另外，当移动台进行越区切换时，试图与移动台连接的基站应该从移动台获得一个信号。然而，由于来自移动台的导频信道上的信号或信号强度太弱，基站难以从移动台获得信号。
当通过反向链路传输的导频信号只有弱的信号强度时，基站的搜索器应该花费长时间解扩输入信号以检测信号。并且，为了迅速地获取高精度的信号，基站要求搜索器具有复杂的硬件结构。
发明总结因此，本发明一个目的是提供一种在CDMA通信系统中有效获取反向链路的多路径分量以分配指针的设备和方法。
本发明另一个目的是提供一种在CDMA通信系统中在基站上获取从移动台发送的信号和多路径信号的设备和方法。
本发明还有一个目的是提供一种在CDMA移动通信系统中精确测量从移动台发送的传输功率或反向链路信号的时延的设备和方法。
本发明还有一个目的是提供一种在CDMA通信系统中，在移动台上降低在正常时间内的导频功率而在预定短时间内增加导频功率，以增加反向链路的整体系统容量的设备和方法。
为了达到上述目的，根据本发明的移动台发送反向链路的导频信号、公用信道信号和业务信道信号。移动台以预定发送功率正常发送公用信道信号和导频信号，和在预定时间间隔内以高于预定发送功率的发送功率发送导频信号。
优选的做法是，在预定时间间隔上发送的导频信号用第一扩展码在导频信号以预定发送功率发送的时间间隔上来扩展，和用第二扩展码在导频信号以高于预定发送功率的发送功率发送的时间间隔上来扩展。
另一种可选的方法是，在预定时间间隔上发送的导频信号用第一扩展码在导频信号以预定发送功率发送的时间间隔上来扩展，和用包括第一扩展码的至少两个扩展码在导频信号以高于预定发送功率的发送功率发送的时间间隔上来扩展。
优选的做法是，扩展码是一个正交码，和预定的时间间隔覆盖业务信道信号的数据帧的边界。
附图简述通过结合附图对本发明进行如下详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更加显而易见，在附图中，图1是显示在传统移动通信系统中移动台和基站之间反向链路的总传输功率分布的示意图。
图2是显示在根据本发明一个实施例的移动通信系统中反向链路的总传输功率分布的示意图；图3是显示在根据本发明另一个实施例的移动通信系统中反向链路的总传输功率分布的示意图；图4是显示在根据本发明一个实施例的移动通信系统中移动台发送器的示意图；图5是显示在根据本发明一个实施例的移动通信系统中基站接收器的搜索器的示意图；图6是显示根据本发明一个实施例在图5所示的搜索器中用单个正交码解扩反向导频信道的方案的示意图；图7是显示根据本发明第一实施例在图5所示的搜索器中用多个正交码解扩反向导频信道的方案的示意图；图8是显示根据本发明第二实施例在图5所示的搜索器中用多个正交码解扩反向导频信道的方案的示意图；和图9是显示根据本发明第三实施例在图5所示的搜索器中用多个正交码解扩反向导频信道的方案的示意图。
优选实施例详述从这里开始，参考附图对本发明的优选实施例进行描述。在如下的描述中，对众所周知的功能或结构将不作详细描述，以免使本发明淹没在不必要的细节之中。
在本发明的示范性实施例中，为了有效地搜索，移动台在预定的时间上以增加了的发送功率发送反向链路的导频信道，基站在预定的时间间隔上解扩导频信道信号并搜索来自移动台的传输信号，测量从移动台接收的多路径信号的电平和时延和各路径之间的相对延迟。并且，基站中的接收器根据测量结果进行指针分配。
图2和3显示了根据本发明不同实施例的反向信道的总传输功率分布，其中导频信号的传输功率是瞬时增加的，以便使基站能获取从多个移动台发送的反向链路信号。反向信道包括导频信道、反向公用信道和反向专用信道。业务信道代表专用信道，它可以应用在通过反向链路传输例如基本信道、辅助信道和控制信道的几个信道的情况中。
首先，参考图2，参考标号21表示反向导频信道的传输功率，参考标号22表示移动台中其它信道的总传输功率和参考标号23表示数据帧。在具有图2所示的功率分布的反向链路的操作中，在预定的时间间隔Tp内，移动台使导频信道的传输功率在正常传输功率之上增加ΔP。在图2所示的实施例中，移动台的总传输功率并没有改变，一些业务信道的传输功率降低了或没有得到发送，使得剩下的传输功率都分配给导频信道。这样使得从移动台发送的导频信道的传输功率在短的预定时间间隔Tp内在正常传输功率以上增加了ΔP。此时，为了有效获取和指针分配，也有可能将移动台的总传输功率全部分配给导频信道。
在图2所示的实施例中，出现了在时间间隔Tp内一部分业务信道帧数据没有发送出去或以低发送功率发送出去的情况。图2显示了以低于正常传输功率的传输功率传输业务信道所引起的性能降低跨越在两个数据帧之间以防止性能降低集中在一个数据帧上。另外，为了保证两个数据帧的一致性能，持续时间Tp等分成分别属于各个数据帧的两个Tp/2。已经获得同步的基站通过基站和移动之间的各种约定方法(例如，在基站和移动之间的协商或预先确定)应该知道移动台增加导频信道的传输功率的时间间隔Tp和它的位置。
基站增加导频信道的传输功率的时间间隔Tp和传输功率增量ΔP依赖于数据速率、通过反向链路传输的信道数和用于信号传输的带宽。时间间隔Tp越长，增益就越大。因此，移动台能够获得低强度的导频信号。然而，当时间间隔Tp太长时，由于为传输数据所指定的传输功率长时间分配给了导频信道，从而使系统的总体容量下降。由此，有必要根据系统状况适当地控制时间间隔Tp。例如，当系统具有3.6864 Mcps(码片/秒)的码片率时，20ms的帧长和时间间隔Tp由2048个码片组成，时间间隔Tp为0.56ms。
在图2中，由于按两个数据帧等分时间间隔Tp，所以每个数据帧含有0.28ms(＝0.56ms/2)的导频信道传输功率超过正常传输功率的时间间隔。0.28ms时间间隔是一个非常短的间隔，它相当于总20ms数据帧的1.4％，因此，由于这个短间隔所引起的反向链路的性能下降可以忽略不计。
图3显示了另一种在时间间隔Tp上增加导频信道的传输功率的方法。在图3中，参考标号21表示反向导频信道的传输功率，参考标号22表示移动台上业务信道的总传输功率和参考标号23表示数据帧。
参考图3，业务信道在导频信道的传输功率增加的时间间隔Tp上传输，移动台的总传输功率在正常传输功率之上增加了ΔP2。另外，导频信道的传输功率在同一个时间间隔Tp上增加了ΔP1。这里，移动台总传输功率的增量ΔP2与导频信道传输功率的增量ΔP1可以相等也可以不相等。也就是说，图3所示的实施例的特征在于，移动台的总传输功率和导频信道的传输功率同时增加了。按照这种方式，有可能在无需减少业务信道的情况下增加导频信道的传输功率。
在另一种可选的方法中，导频信道的传输功率可以增加到等于移动台的总传输功率为止(即，(总传输功率＝在正常时间中移动台的总传输功率+ΔP2))。在这种情况下，移动台得到这样的结果，即只发送了导频信道，而使业务信道被穿孔(没有发送出去)。
在图3所示的实施例中，导频信道的传输功率增加的时间间隔Tp覆盖了两个相邻数据帧的边界，这与图2所示的情况一样。并且，基站应该知道移动台增加导频信道的传输功率的时间间隔Tp和它的位置。时间间隔Tp可以由系统来指定或可以被设置成具有以预定周期重复的序列。在本实施例中，假定了移动台使导频信道的传输功率在图2和3所示的数据帧的边界上周期性地增加ΔP1，并且，如上所述，基站知道移动台已经增加了导频信道的传输功率。
由于基站知道移动台增加导频信道的传输功率的时间，基站用扩展码解扩从移动台发送的反向导频信道，然后，测量导频信道的接收功率。为了这个目的，基站中的搜索器可以使用串行搜索器或匹配滤波器。当基站使用串行搜索器时，硬件的复杂性降低了，而所需要的时间间隔Tp变长了，从而引起系统容量的下降。反之，当基站使用匹配滤波器时，尽管硬件的复杂性增加了，但有可能减少时间间隔Tp，从而有助于系统容量的提高。
另外，基站中的接收器可以在解扩之前将所接收的从移动台发送的反向链路上的Tp间隔信号存储在存储器中。这种方法可以在无需增加接收器的复杂性的情况下减少时间间隔Tp。后面将会对基站的接收器结构进行说明。
当导频信道具有低的信号电平时，接收器应该花费较长时间来累积接收信号以测量接收的导频信道电平。但是，这样做会使指针分配的性能降低。为了防止性能降低，基站需要硬件更为复杂的接收器和消耗更多的功率。然而，当根据本发明的移动台增加反向链路导频信道的传输功率时，基站接收器能够利用较简单的硬件进行有关反向链路的快速信号获取。
在移动通信系统中，带宽的增加引起有关接收信号的多路径分辨能力的增加，这意味着每条路径中的接收能量的减少。在这种情况下，耙式(RAKE)接收器具有提高了的搜索和解调更多路径的能力。但是，有必要计算长时间间隔上的相关值以便获得其强度比给定阈值低的多路径信号和将它分配给指针。这样做可能使功率消耗增加和使接收器的复杂性增加。本发明的目的在于，通过计算相对较短的时间间隔上的相关值和检测低电平的多路径信号来有效地分配指针。
对于CDMA通信系统，本发明提出了将一些接收信号存储在存储器中以便以后对存储的信号进行处理的方法。这种方法已经被建议用来测量有关频率之间的硬越区切换的接收信号电平。也就是说，根据本发明所提出的方法，移动台增加特定时间间隔内反向导频信道的传输功率，基站接收器将在增加了的传输功率上传输的导频信道信号存储在存储器中。在这种情况中，当存储接收信号时，由于基站接收器可以降低接收信号的样本数，因此，有可能简化基站的硬件和减少计算相关值所需要的时间，从而降低基站的复杂性。
另外，在基站之间的越区切换期间，可能出现刚开始与新移动台进行通信的基站未能接收到强度足够大的导频信号以获取来自移动台的信号的情况。为了防止这种问题的发生，在本发明中，在预定的时间内增加导频信道的传输功率以利于基站获取信号。
虽然通过参考图2和3已经对在预定时间内增加导频信道的传输功率所获得的几个结果作了说明，但这些方法还可以应用于下文所提出的其它结构中。
图4显示了移动台中的发送器，它在预定时间间隔Tp内增加反向导频信道的传输功率。这里，导频信道既可以使用单个扩展码也可以使用数个扩展码来增加反向导频信道的传输功率。当使用单个扩展码增加导频信道的传输功率时，移动台的导频信道发送器可以通过控制增益控制器的增益将导频信道的传输功率调整到所希望的电平上。图4显示了当移动台在预定时间间隔Tp内增加反向导频信道的传输功率时，在导频信道的传输功率用数个扩展码来分割的情况下，分割基站传输功率的方法。在本实施例中，如图4所示，假定导频信道的传输功率是用数个扩展码来提高的。这里，假定扩展码为正交码。
图4所示的移动台发送器在时间间隔Tp内不但增加了导频信道的传输功率并且以增加了的传输功率发送数个利用不同扩展码扩展的编码信道。举例来说，在图4中，两个正交码W0和WN用作扩展码。在本实施例中，假定反向导频信道信号在正常时间内用正交码W0来扩展而且还在图2和3所示的时间间隔Tp上用正交码WN来扩展。在这种情况中，反向导频信道的传输功率的增量(ΔP)可以由图2和3所示的正交码WN来生成。举例来说，在本实施例中，移动台发送器利用两个扩展码扩展和发送反向导频信道。
导频信道不但可以应用于图2和3中而且可以应用于上面所述的其它结构中。当然，也有可能简单地增加所有信道的传输功率而无需发送额外的用扩展码WN扩展的导频信道。在本实施例中，为了防止对信道估计器和指针的时间跟踪回路的影响，无论是在Tp时间间隔期间还是在正常时间间隔期间用于用正交码W0扩展的导频信道(下文称之为第一导频信道)的传输功率都是均匀分配的，和用正交码WN扩展的导频信道(下文称之为第二导频信道)是在Tp时间间隔内激活的。因此，从移动台发送的导频信道的总传输功率增如了ΔP。
当导频信道的传输功率由两个不同的扩展码来分割时，导频信道信号P(t)可以表达成方程1P(t)＝G0*C0(t)+GN*CN(t)此处，G0和GN表示各个编码信道的增益，和C0(t)和CN(t)表示各个导频编码信道的扩展码。在方程1中，假定导频信号是在两个不同的编码信道上传输的，各个信道的增益G0和GN可以表示成一个复数。另外，正交码可以用作各个编码信道的扩展码C0(t)和CN(t)。
参考图4，图4显示了根据本发明一个实施例的、用来在时间间隔Tp上把导频信道分配给两个扩展码以发送导频信道的移动台发送器。时间控制器70输出用来控制增益控制器56和58的控制信号，其中增益控制器56和58控制相关信道发送器的增益。在本实施例中，时间控制器70生成用来在时间间隔Tp内驱动增益控制器58以增加导频信道的总传输功率的增益控制信号。因此，时间控制器70生成用来控制增益控制器56使得在第一导频信道上的信号在包括时间间隔Tp在内的每个时间间隔上以恒定传输功率传输的增益控制信号，和生成用来控制增益控制器58使得在第二导频信道上的信号以增加了ΔP的传输功率传输的增益控制信号。并且，在支持图2所示的功率分布的移动台中，时间控制器70生成用来控制增益控制器60使得业务信道信号的传输在时间间隔Tp内中断的增益控制信号。反之，在支持图3所示的功率分布的移动台中，时间控制器70生成用来控制增益控制器60使得业务信道信号的传输在时间间隔Tp内连续的增益控制信号。
乘法器50将由所有值均为“1”组成的导频信道信号与正交码W0相乘使导频信道信号正交地扩展成第一导频信道信号。增益控制器56在时间控制器70的控制之下控制从乘法器50输出的第一导频信道信号的增益。从增益控制器56输出的第一导频信道变成正常传输的反向导频信道。加法器62将从增益控制器56输出的第一导频信道信号与来自加法器64的其它信道信号相加。乘法器52将由所有值均为“1”组成的导频信道信号与正交码WN相乘使导频信道信号正交地扩展成第二导频信道信号。增益控制器58在时间控制器70的控制之下在时间间隔Tp内控制从乘法器52输出的第二导频信道信号的增益。从增益控制器58输出的第二导频信道变成反向导频信道，其传输功率在时间间隔Tp上增加了。加法器64将从增益控制器58输出的第二导频信道信号与来自增益控制器60的信道信号相加。
乘法器54将业务信道上的数据符号与分配给业务信道的正交码WT相乘来正交地扩展业务信道符号。增益控制器60在时间控制器70的控制下控制从乘法器54输出的扩展业务信道的增益。加法器64将业务信道信号和第二导频信道信号相加。乘法器66将在加法器62和64中相加所得的、移动台发送器的信道信号与PN码相乘，以扩展信道信号。这里，业务信道可以由数个信道组成。另外，还应该明白，移动台发送器可以包括其它反向信道。
在图4中，导频信道信号是用两个正交码W0和WN来扩展的。此后，用正交码扩展的导频信道信号被不同的增益所乘，然后再用公用PN扩展码来扩展。在图4中，同时显示了移动台发送器的用来发送具有两个不同正交码的导频信道的导频信道发送器、以及用来发送业务信道的业务信道发送器。另外，尽管图4只显示了一个业务信道，但基站发送器可以发送诸如专用控制信道、基本信道和辅助信道那样的其它信道。
在指定的时间上，时间控制器70控制各个信道的增益。在图2和3所示的其中导频信道的传输功率瞬时增加的情况下，时间控制器70在时间Tp上控制各个信道的增益以便以高于正常传输功率的传输功率传输导频信道。在图4中，尽管通过参考用来在预定时间间隔Tp内增加导频信道的传输功率的基站发送器的实施例已经对本发明作了说明，但是，通过适当地调整各个信道的增益，这种基站发送器可以应用于任何结构之中。
如上所述，移动台在预定时间间隔Tp内改变导频信号的传输功率以便提高基站接收的导频信道信号的电平，从而帮助基站获取从移动台发送的信号。
在上面的实施例中，基站解扩在时间间隔Tp内接收的信号以接收从移动台发送的信号和测量接收信号的电平、传播延迟和多路径之间的相对传播延迟。基站接收器可以使用串行搜索器，它广泛使用在解扩和搜索处理过程中。但是，串行搜索器的使用不可避免地增加了时间间隔Tp。具有减少了的时间间隔Tp的、用于接收器的搜索器可以按照如下的方法得以实现，以进行解扩和搜索处理。
在第一种方法中，匹配滤波器用作搜索器。匹配滤波器可以迅速地计算接收信号与本地生成的扩展码之间的相关值。然而，匹配滤波器的不足之处在于，它增加了接收器的复杂性和功能消耗。
在第二种方法中，将在时间间隔Tp附近接收的信号存储在存储器中以计算该信号与本地生成的扩展码之间的相关值。尽管需要存储接收信号用的存储器，但这种方法具有简单的解扩处理和降低的功率消耗。
在本发明的示范性实施例中，搜索器是按照上面所述的第二种方法得以实现的。
图5显示了根据本发明的一个实施例的搜索器。参考图5，根据本发明的搜索器包括解扩器100、扩展码发生器102、用来存储接收信号的存储器104、能量计算器106和控制器108。存储器104在控制器108的控制下存储在时间间隔Tp上接收的信号。控制器108将读/写控制信号S1提供到存储器104使存储器104能够存储在时间间隔Tp上的输入信号，并提供用来指定输入信号将存储在其中的存储器104的地址的地址控制信号S2。根据在时间间隔Tp上的输入信号的每一次接收，控制器108通过生成地址控制信号S2来递增存储器104的地址，使输入信号存储在存储器104的新地址上。在输入信号存储在存储器104中之后，控制器108通过生成读/写控制信号S1和地址控制信号S2将存储在存储器104中的信号输出到解扩器100。
扩展码发生器102生成与基站的发送器所使用的扩展码相同的本地扩展码，并将生成的扩展码提供给解扩器100。解扩器100将从存储器104读出的接收信号与扩展码发生器102生成的本地扩展码相乘并在预定时间间隔上对相乘的信号进行积分。扩展码发生器102本地生成的正交码与基站的发送器所使用的正交码相同。能量计算器106计算解扩信号的能量。为了计算解扩信号的能量，能量计算器106计算I分量和Q分量解扩信号的和(即I2+Q2)。此值是接收的导频信道的Ec/Io值，此处Ec表示每码片的接收导频信道信号的能量和Io表示接收的总CDMA信号的功率谱密度。
图6显示了图5所示的搜索器中的解扩器100，其中所有的信号都是复信号。图5显示了基站接收器的解扩器，该基站接收器接收来自移动台的在时间间隔Tp上增加反向导频信道的传输功率并且用单个扩展码扩展的导频信道信号。
参考图6，乘法器110将输入信号与PN扩展码相乘来解扩输入信号。乘法器112将从乘法器110输出的解扩信号与相关的正交码相乘来正交调制解扩信号。累加器114以符号为单位累加乘法器112的输出。
图7显示了根据本发明的、用于基站接收器的解扩器，它用来解扩用数个扩展码扩展的导频信道信号。图7所示的解扩器解扩在移动台中用数个扩展码扩展的导频信道信号。在图7中，所有的信号都是复信号。
参考图7，乘法器210将接收信号与PN扩展码相乘解扩接收信号。乘法器220和22N将从乘法器210输出的解扩信号与相关的正交码W0’和WN’相乘以对解扩信号进行正交解调。累加器230和23N以符号为单元累加从相关乘法器220和22N的输出。乘法器240和24N将相关累加器230和23N的输出与相关复增益G0*和GN*相乘，以进行相位补偿。加法器250相加乘法器240和24N的输出，平方器260对加法器250的输出求平方，从而将加法器250的输出转换成能量值。乘法器270将 因子乘以能量值以归一化平方器260的输出。
如图7所示，输入信号在乘法器210中被PN扩展码所乘而得到解扩，和解扩信号在乘法器220和22N中被相应的正交码所乘而得到正交解调。从乘法器220和22N输出的信号在相关的累加器230和23N中以符号为单位进行累加。并且，乘法器240和24N分别将累加器230和23N的输出与相关增益G0*和GN*相乘，来补偿与各个正交信道相乘的复增益的相位成分。相位补偿信号由加法器250组合在一起。平方器260将从加法器250输出的组合信号转换成能量值。乘法器270将能量值与 因子相乘来归一化平方器260的输出。也就是说，用于增益补偿的被乘数是复增益Gi(i＝0，1，2，…n)平方和的倒数。这里，乘法器270用来获得好的增益补偿，并且是可选择的。
图7所示的解扩器解扩接收信号，以符号为单位累加解扩信号然后计算累加信号的能量。
在图7所示的解扩器中，数个解扩单元并行地解扩接收的信号。但是，接收器可以只解扩从基站传输的数个正交码的一部分。即，接收器可以对分配给图7所示的导频信道的正交码的一部分或全部进行解扩。
图8显示了根据本发明另一个实施例的、用于基站接收器的解扩器，它用来接收移动台发送器已经使用数个正交码扩展的导频信道。与图7所示的其中输入信号用数个扩展码同时解扩的实施例不同，根据第二实施例的解扩方法的目的在于，通过将输入信号按相同扩展码进行分组来减少的功率消耗。尽管图8显示了使用两个正交码的情况，但这种结构甚至可以应用于使用三个或更多个正交码的解扩器。在图8中，所有的信号均为复信号。
参考图8，乘法器310将输入信号与PN扩展码相乘来解扩输入信号。乘法器320将乘法器310的输出与正交码相乘来生成正交解调的输出信号。这里，假定应用到乘法器320中的正交码为正交码W0′。接收正交码W0′和W1′的转换控制器380以码片为单位搜索两个正交码，当W0′(i)＝W1′(i)时，生成用于选择第一路径的控制信号，而当W0′(i)≠W1′(i)时，生成用于选择第二路径的控制信号。正交码W0′(i)表示第i个码片的正交码W0′，W1′(i)表示第i个码片的正交码W1′。转换器381含有与乘法器320相连接的输入节点、与第一路径相连接的第一输出节点和与第二路径相连接的第二输出节点。转换器381根据转换控制器380的输出将乘法器320的输出转换到第一路径或第二路径。
与第一路径相连接的累加器330以符号为单位累加输入信号。乘法器340将累加器330的输出与复增益(G0+G1)*相乘以补偿通过第一路径输出的信号的相位增益。转换到第一路径的信号是正交码正负号相同的码片。与第二路径相连接的累加器331以符号为单位累加输入信号。乘法器341将累加器331的输出与复增益(G0-G1)*相乘以补偿通过第二路径输出的信号的相位增益。转换到第二路径的信号是正交码正负号不同的码片。加法器350将乘法器340和341的输出组合在一起，平方器360对加法器350的输出求平方将它转换成能量值。乘法器770将能量值与复增益
相乘以归一化平方器360的输出。
首先，从理论上对图8所示的解扩器的操作原理进行说明。这里，假定图8中所使用的正交码W0和W1具有8个码片(i＝8)的长度。还假定正交码W0′具有+1、+1、+1、+1、-1、-1、-1、-1的模式，正交码W1′具有+1、+1、-1、-1、+1、+1、-1、-1的模式。然后，正交码W0′和W1′可以表示为表1
进一步，当解扩器的输入信号是r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7和r8，且与各自正交码相乘的增益G0和G1是实数时，在具有图8所示的结构的接收器中用扩展码W0′解扩的信号可以表示为Y0=G0*(r1+r2+r3+r4-r5-r6-r7-r8)Y1=G1*(r1+r2-r3-r4+r5+r6-r7-r8)解扩器的最后输出变成Y0+Y1。
正交码W0′和W1′在第一、第二、第七和第八位置上具有相同的码片分量，在第三、第四、第五和第六位置上具有不同的码片分量。解扩器的最后输出Y0+Y1的分量按照正交码W0′和W1′的相应码片分量是相同还是不同来进行如下分类X0=(G0*+G1*)(r1+r2-r7-r8)X1＝(G0*-G1*)(r3+r4-r5-r6)这里，X0+X1＝Y0+Y1。正如上面公式所显示的，通过按照各个正交码的码片分量的组合对输入信号进行分类，有可能简化在解扩过程中所进行的加法运算。尽管对于较短的正交码作用不大，但对于较长的正交码却非常有效。
图8显示了上面说明的硬件结构。在图8中，输入信号在乘法器310中被PN扩展码所乘，然后在乘法器320中被正交码W0所乘。转换控制器380将两个正交码进行比较以确定其中的相应分量是否相互相同，并根据比较结果生成转换控制信号。转换器381根据转换控制信号将乘法器320的输出转换到累加器330和340上。当两个正交码W0′和W1′的码片分量相同时，乘法器320的输出信号被输入到位于第一路径上的累加器330中。否则，当码片分量不同时，乘法器320的输出信号被输入到位于第二路径上的累加器331中。另外，分割的信号在相应的累加器330和331中以符号为单位进行累加。此后，乘法器340将累加器330的输出与增益G0*+G1*相乘，乘法器341将累加器331的输出与增益G0*-G1*相乘。加法器350相加乘法器340和341的输出。加法器350的输出由平方器360求平方后转换成能量值。乘法器370将平方器360的输出与 因子相乘，以归一化乘法器340和341的输出。
在导频信号在上面的接收器结构中用几个扩展码进行传输的情况下，移动台需要知道分配给各个正交码的传输功率的比值或关于各个正交码的增益值。此值可以按照标准化处理预先确定，或基站可以利用系统参数将此值发送给移动台。另外，接收器可以利用简单的算法计算此值。另一种可选的方法是，此值还可以通过计算各个正交码的解扩信号的能量比来估计。
图9显示了根据本发明第三实施例的接收器的解扩器，在这种情况中导频信号是用如图7和8所示的数个扩展码来扩展的。在图9中，基站的导频信道用数个正交码W0′至WN′来扩展，然后用公用PN扩展码来扩展。在图9中，所有的信号均为复信号。
参考图9，乘法器210将接收信号与PN扩展信号相乘以解扩接收信号。乘法器220和22N将从乘法器210输出的解扩信号与相关的正交码W0′和WN′相乘来正交解调解扩信号。累加器230和23N以符号为单位累加相关乘法器220和22N的输出。平方器260和26N对相关累加器230和23N的输出求平方，将它们转换成能量值。加法器250将平方器260和26N的输出组合在一起。
图9所示的解扩器解扩接收信号，以符号为单位累加解扩信号来计算能量值，然后将计算的能量值组合在一起。与其它解扩器不同，图9所示的解扩器和能量计算器单独计算各个信道的能量并将计算的能量组合在一起。图7和8所示的解扩器相关地相加各个信道的解扩值，而图9所示的解扩器首先计算各个信道的能量，然后再相加计算的能量。与图7和8所示的解扩器相比，图9所示的解扩器遭受更多的性能下降。但是，图9所示的解扩器的优点在于，它能计算从各个基站接收的导频信道的功率比，甚至还知道各个信道的增益。
总之，移动台可以在降低了功率消耗和简化了硬件复杂性的情况下从基站获取信号，并且能精确测量通过反向链路接收的信号的功率和时延。另外，扩频通信系统的基站接收器检测多路径信号以进行指针分配，从而提高了耙式接收器的性能。并且，基站接收器还能在减小了存储容量和降低了功率消耗的情况下将接收信号存储在存储器中。此外，有可能通过减少正常时间内的导频功率而增加预定时间内的导频功率来提高整个系统的容量。
虽然通过参考本发明的某些优选实施例已经对本发明进行了图示和说明，但熟悉本技术的人员应明白，对本发明所作的各种形式上或细节上的改动均不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种应用于码分多址(CDMA)通信系统中的移动台的信号发送方法，其中移动台发送反向链路的导频信号和业务信道信号，该方法包括如下步骤以预定发送功率发送导频信号；和在预定时间间隔上以高于所述预定发送功率的发送功率发送导频信号。
2.如权利要求1所述的信号发送方法，其中在预定时间间隔上发送的导频信号在导频信号以预定的发送功率发送的时间间隔上用第一扩展码扩展，而在导频信号以高于预定发送功率的发送功率发送的时间间隔上用第二扩展码扩展。
3.如权利要求1所述的信号发送方法，其中在预定时间间隔上发送的导频信号在导频信号以预定的发送功率发送的时间间隔上用第一扩展码扩展，而在导频信号以高于预定发送功率的发送功率发送的时间间隔上用包括第一扩展码的至少两个扩展码扩展。
4.如权利要求2所述的信号发送方法，其中扩展码是正交码。
5.如权利要求1所述的信号发送方法，其中预定时间间隔覆盖业务信道信号的两个数据帧的边界。
6.一种应用于CDMA通信系统中的移动台的、用来发送反向链路信道信号的设备，包括业务信道发送器，用来发送业务信道信号；和导频信道发送器，用来以预定发送功率发送反向导频信道信号，和在预定时间间隔上以高于预定发送功率的发送功率发送反向导频信道信号。
7.如权利要求6所述的设备，其中导频信道发送器包括扩展器，用来用分配给导频信道的扩展码扩展反向导频信号；和增益控制器，用来在反向导频信号以预定发送功率发送的时间间隔上将被扩展的反向导频信号的增益控制在预定功率电平上，和在反向导频信号以高于预定发送功率的发送功率发送的时间间隔上将被扩展的反向导频信号的增益控制在高于预定功率电平的功率电平上。
8.如权利要求6所述的设备，其中导频信道发送器包括第一扩展器，用来用分配给导频信道的第一扩展码扩展反向导频信号；第二扩展器，用来用分配给导频信道的至少一个第二扩展码扩展反向导频信号；和增益控制器，用来控制在反向导频信号以预定发送功率发送的时间间隔上用第一扩展码扩展的反向导频信号，和控制在反向导频信号以高于预定发送功率的发送功率发送的时间间隔上用第二扩展码扩展的反向导频信号。
9.如权利要求7所述的设备，其中扩展码是沃尔什(Walsh)正交码。
10.如权利要求6所述的设备，其中预定时间间隔覆盖业务信道信号的两个数据帧的边界。
11.一种应用于CDMA通信系统中的基站的、用来接收信道信号的设备，其中移动台用分配给导频信道的第一扩展码扩展导频信号，以预定发送功率发送扩展信号，而用包括第一扩展码的至少两个扩展码扩展反向导频信号，在预定时间间隔上以高于预定发送功率的发送功率发送被扩展的反向导频信号，该设备包括存储器，用来存储在预定时间间隔上接收的导频信号；解扩器，用来用分配给导频信道的扩展码解扩所存储的导频信号；和能量计算器，用来检测解扩后的导频信号的功率电平。
12.如权利要求11所述的设备，其中解扩器包括PN(伪噪声)解扩器，用来用PN序列解扩所存储的导频信号；第一信道解扩器，用来用第一扩展码解扩PN解扩后的导频信号；第二信道解扩器，用来用第二扩展码解扩PN解扩后的导频信号；和累加器，用来累加用第一和第二扩展码解扩的导频信号，对其进行增益控制，并相加增益受控制的导频信号以检测导频信号。
13.一种应用于CDMA通信系统中的基站的、用来接收信道信号的方法，其中移动台用分配给导频信道的第一扩展码扩展反向公用信道信号和导频信号，以预定发送功率发送扩展信号，并用包括第一扩展码的至少两个扩展码扩展反向导频信号，在预定时间间隔上以高于预定发送功率的发送功率发送扩展后的反向导频信号，该方法包括下列步骤存储在预定时间间隔上接收的导频信号；用分配给导频信道的扩展码解扩所存储的导频信号；和检测解扩后的导频信号的功率电平。
14.如权利要求13所述的方法，其中解扩步骤包括如下步骤用PN序列解扩所存储的导频信号；用第一扩展码解扩PN解扩后的导频信号；用第二扩展码解扩PN解扩后的导频信号；和累加用第一和第二扩展码解扩的导频信号，对其进行增益控制，并相加增益受控制的导频信号以检测导频信号。
15.如权利要求3所述的信号发送方法，其中扩展码是正交码。
16.如权利要求8所述的设备，其中扩展码是沃尔什(Walsh)正交码。
全文摘要
移动台发送反向链路的导频信号、公用信道信号和业务信道信号。移动台以预定发送功率正常发送公用信道信号和导频信号,并在预定时间间隔上以高于预定发送功率的发送功率发送导频信号。在预定时间间隔上发送的导频信号在导频信号以预定发送功率发送的时间间隔上用第一扩展码扩展,而在导频信号以高于预定发送功率的发送功率发送的时间间隔上用第二扩展码扩展。
文档编号H04B1/707GK1286849SQ99801470
公开日2001年3月7日 申请日期1999年9月3日 优先权日1998年9月3日
发明者文熹灿 申请人:三星电子株式会社