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CN1270721A - 在多载波系统中发送数据的方法和设备 - Google Patents

在多载波系统中发送数据的方法和设备 Download PDF

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CN1270721A CN98809109A CN98809109A CN1270721A CN 1270721 A CN1270721 A CN 1270721A CN 98809109 A CN98809109 A CN 98809109A CN 98809109 A CN98809109 A CN 98809109A CN 1270721 A CN1270721 A CN 1270721A
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Abstract

一种在多载波系统中发送数据的设备的方法包括对数据进行译码并分割获得的译码码元用以在不同频率上发送。发射机包括用于确定多个信道中每个信道的容量并依据所确定的容量选择每个信道的数据速率的控制处理器(50)。多个发送子系统(56到72)响应于控制处理器(50)。每个发送子系统与多个信道中的各个信道相连,用于以信道所独有的代码对经译码的数据进行扰码以在信道中发送。可变去多路复用器(56)在控制处理器(50)的控制下以从控制器对信道选中的数据速率得到的去多路复用速率把经译码的数据去多路复用到多个发送子系统中。在发送子系统的一个实施例中,把经译码的码元提供给码元重复单元(58),该单元把待发送的数据的码元速率保持固定。在另一实施例中,不提供码元重量,且使用可变长度Walsh序列来控制数据速率的变化。

Description

在多载波系统中发送数据的方法和设备
技术领域
本发明涉及在多载波系统中发送数据的方法和设备。本发明可通过把信号动态地多路复用到扩展频谱通信系统的多载波上来把系统的通过量(throughput)增到最大并增加信号分集。
背景技术
想要能以高于单个CDMA信道的最大数据速率的速率来发送数据。传统的CDMA信道(如美国蜂窝式通信标准化的)能使用1.2288MHz的64比特Walsh扩展函数以每秒9.6比特的最大速率传送数字数据。
已提出针对这一问题的许多方案。一个方案是把多个信道分配给用户并允许这些用户在其可获得的多个信道上平行地发送和接收数据。在1997年4月28日提交的名为“使用统计多路复用在通信系统中提供可变速率数据的方法和设备”的08/431,180号待批美国专利申请以及在1997年4月16日提交的名为“使用非正交溢出信道在通信系统中提供可变速率数据的方法和设备”的08/838,240号待批美国专利申请中描述了提供多个CDMA信道给单个用户使用的两个方法，这两个申请已转让给本发明的受让人，并在这里引入作为参考。此外，通过在频率相互分开的多个扩展频谱信道上发送数据可获得频率分集。在名为“高容量扩展频谱信道”的5,166,951号美国专利中描述了在多个CDMA信道上冗余地发送数据的方法和设备，这里引入该专利作为参考。
使用码分多址(CDMA)调制技术是有助于存在大量系统用户的通信的几种技术之一。本领域内还公知诸如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和AM调制方案(例如，幅度压扩单边带)等其它多址通信系统技术。然而，CDMA的扩展频谱调制技术具有超过多址通信系统的其它调制技术的明显优势。
在名为“使用卫星或地面转发器的扩展频谱多址通信系统”的4,901,307号美国专利中揭示了在多址通信系统中使用CDMA技术，该专利已转让给本发明的受让人并在这里引入作为参考。在名为“在CDMA蜂窝式电话系统中产生信号波形的系统和方法”的5,103,459号美国专利中进一步揭示了在多址通信系统中使用CDMA技术，该专利已转让给本发明的受让人并在这里引入作为参考。在美国，码分多址通信系统已通过名为“双模式宽带扩展频谱蜂窝式系统的移动站-基站兼容性标准”的电信行业协会暂行标准IS-95进行标准化，这里引入该标准作为参考。
CDMA波形所固有的宽带信号特性通过在宽的带宽上扩展信号能量而提供了一种频率分集形式。因此，频率的选择性衰落只影响CDMA带宽的一小部分。通过两个或多个天线、小区扇区或小区站点(cell-site)，提供往来于移动用户的同步链路的多个信号路径来获得前向/反向链路上的空间或路径分集。此外，可通过允许分开地接收和处理以不同传播延迟到达的信号，从而通过扩展频谱处理开发多路径环境来获得路径分集。在名为“CDMA蜂窝式电话系统中的软切换(handoff)”的5,101,501号待批美国专利以及名为“CDMA蜂窝式电话系统中的分集接收机”的5,109,390号美国专利中描述了利用路径分集的例子，这两个专利已转让给本发明的受让人并在这里引入作为参考。
图1示出用于多载波码分多址(CDMA)系统的发送方案，其中每个载波传送所发送数据的固定部分。把信息位(bit)的可变速率帧提供给译码器(encoder)2，编码器2依据卷积译码格式对这些比特进行编码。把经编码的码元(symbol)提供给码元重复(repetition)装置4。码元重复装置4重复经编码的码元，从而把固定速率的码元从码元重复装置4输出，而不管信息位的速率。
把经重复的码元提供给块交错器(interleaver)6，块交错器6重新排列待发送的码元的顺序。此交错处理与前向纠错相结合提供了在面临突发差错时有助于接收所发送的信号并对其进行差错校正的时间分集。把经交错的码元提供给数据扰码器(scrambler)12，扰码器依据伪噪声(PN)序列把每个经交错的码元乘以+1或-1。使长码发生器8所产生的长的PN序列以码片(chip)速率通过抽选器(decimator)10而提供伪噪声序列，抽选器10以交错的码元流的速率来选择性地提供长码序列的码片的子集。
把来自数据扰码器12的数据提供给去多路复用器(DEMUX)14。去多路复用器14把此数据流分割成三个相等的子流。把第一子流提供给发送子系统15a，把第二子流提供给发送子系统15b，把第三子流提供给发送子系统15c。把子帧提供给串行-并行转换器(二进制至四级(BINARY TO 4 LEVEL))16a-16k。串行-并行转换器16a-16c的输出是将以QPSK调制格式发送的四进制码元(2比特/码元)。
把来自串行-并行转换器16a-16c的信号提供给Walsh编码器18a-18c。在Walsh编码器18a-18c中，把来自每个转换器16a-16c的信号乘以由值±1构成的Walsh序列。把经Walsh编码的数据提供给QPSK扩展器(spreader)20a-20c，扩展器20a-20c依据两个短的PN序列来扩展数据。把经短的PN序列扩展的信号提供给放大器22a-22b，放大器22a-22b依据增益因子来放大信号。
上述系统受到多个缺陷的困扰。首先，由于以每个载波上相等的子流来提供数据，所以可获得的数字(numerology)限于具有许多以因子三均匀整除的代码码元数的帧。下表1示出使用图1所示的发送系统可获得的有限数目的可能速率集合。
 Walsh函数(QPSK码速率[sps]     每20ms的Walsh函的数目  Walsh函数的长度[码片]     码元速率[sps](在重复后)    每20ms的码元的数目
  1228800     24576   3*(213)     1     2457600     49152     3*(214)
  614400     12288   3*(212)     2     1228800     24576     3*(213)
  307200     6144   3*(211)     4     614400     12288     3*(212)
  153600     3072   3*(210)     8     307200     61444     3*(211)
  76800     1536   3*(29)     16     153600     3072     3*(210)
  38400     768   3*(28)     32     76800     1536     3*(29)
  19200     384   3*(27)     64     38400     768     3*(28)
  9600     192   3*(26)     128     19200     384     3*(27)
  4800     96   3*(25)     256     9600     192     3*(26)
  2400     48   3*(24)     512     4800     96     3*(25)
  1200     24   3*(23)     1024     2400     48     3*(24)
  600     12   3*(22)     2048     1200     24     3*(23)
  300     6   3*(21)     4096     600     12     3*(22)
  150     3   3*(20)     8192     300     6     3*(21)
                             表1
如表1所示，由于对三个载波均匀地分配码元，所以具有可获得的最小功率或需要最高SNR的载波限制了总的数据速率。即，总数据速率等于“最差”链路(这里，最差意味着需要最高SNR或具有可获得的最小功率的链路)的数据速率的三倍。这减少了系统通过量，因为总是选择最差链路的速率作为所有三个载波的公共速率，这样导致未利用两个较好链路上信道资源。
其次，频率相关衰落可能严重地影响频率之一同时对其余的频率仅有有限的影响。此实现是不灵活的，而且不允许发送以减少差信道的影响的方式而提供的帧。第三，由于频率相关衰落，此衰落通常总是会影响每个帧的相同码元组。第四，如果把此实现添加到话音发送系统，则在面临每个帧中的可变话音活动时，没有好的方法来以帧为基础平衡不同频率上所带的负荷。这样导致总系统通过量的损失。第五，对于只有三个频率信道的系统，由所述实现，没有方法来分离话音和数据从而在一个频率或一组频率上提供数据而在另一频率或一组频率上提供话音。这样导致如上所述的系统通过量的损失。
因此，需要一种改进的多载波CDMA通信系统，该系统在数字和负荷平衡方面提供了较大的灵活性，在所支持的数据速率方面提供较好的分辨率，并在面临频率相关衰落和不均匀负载时提供上佳的性能。
发明内容
在一个方面，本发明提供了一种以一数据速率在其容量小于该数据速率的多个信道中发送数据的发射机，该发射机包括：控制器，用于确定多个信道中每个信道的容量并依据确定的容量对每个信道选择一数据速率；响应于控制器的多个发送子系统，每个发送子系统与多个信道中的各个信道相关连，用于以该信道所独有的代码对经译码的数据进行扰码，以在信道中进行发送；以及响应于控制器的可变去多路复用器，用于以按由控制器对信道选中的数据速率中得到的去多路复用速率把经译码的数据去多路复用到多个发送子系统中。
在另一个方面，本发明提供了一种接收机，该接收机包括：接收电路，用于接收同时位于多个信道中的信号，每个信道信号定义了经扰码的译码码元，这些码元一起代表来自公共起源的数据；控制器，用于确定每个信道中的信号的码元速率；响应于控制器的多个接收子系统，每个接收子系统与多个信道中的各个信道相关连，用于以该信道所独有的代码对经译码的码元进行去扰码，以便能从中提取数据；以及响应于控制器的可变多路复用器，用于以按由控制器对信道所确定的码元速率中得到的多路复用速率把来自多个接收子系统的数据多路复用到一输出上。
在又一个方面，本发明提供了一种无线发射机，该发射机包括：译码器，用于接收一信息位集合并对所述信息位进行译码来提供一代码码元集合；以及发送子系统，用于接收所述代码码元并在第一载波频率上提供所述代码码元的一子集并在至少一个附加的载波频率上提供其余的码元。
本发明还提供了一种以一数据速率在其容量小于该数据速率的多个信道上发送数据的方法，该方法包括：确定多个信道中每个信道的容量，并依据所确定的容量对每个信道选择一数据速率；以该信道所独有的代码对经译码的数据进行扰码，以在信道中进行发送；以及以按由控制器对信道选中的数据速率中得到的去多路复用速率把经译码的数据去多路复用到多个发送子系统中。
本发明还提供了一种数据接收方法，该方法包括：接收同时位于多个信道中的信号，每个信道信号定义经扰码的译码码元，这些码元一起代表来自公共起源的数据；确定每个信道中的信号的码元速率；以该信道所独有的代码对每一个信道中的经译码的码元进行去扰码，以便能从中提取数据；以按由控制器对信道所确定的码元速率中得到的多路复用速率多路复用来自多个接收子系统的经扰码的数据。
为了更好地利用信道资源，必须能依据信道条件和每个信道上可获得的功率在每个载波上发送不同数据速率。这样做的一个方法是改变每个载波上的反多路复用的比例。替代1∶1∶1的码元分配比例，可使用更任意的比例并结合不同的重复方案，只要在每个载波上获得的码元速率是某一Walsh函数速率的倍数。对于从1到16384的Walsh函数长度，Walsh函数速率可以是1228800、614400、307200、…、75。
给定Walsh函数长度，如果码元速率低于此Walsh函数速率，则利用码元重复来“匹配”该速率。重复因子可以是任何数字，整数或小数。本领域内的技术人员应理解，当存在重复时，可成比例地减少总发送功率来保持代码码元能量恒定。依据是否需要节省代码信道，Walsh函数长度可以在三个载波上相同或可以不相同。例如，如果三个信道上可支持的代码码元速率分别为153600sps、30720sps和102400sps(对于速率为1/2编码，它们分别对应于76.8kbps、15.36kbps和51.2kbps的数据速率-总数据速率为143.36kbps)，则反多路复用比例将为15∶3∶10。
如果对所有三个信道使用长度为8的Walsh函数(假定以153.6Ksps的QPSK码元速率进行QPSK调制)，则在三个信道上分别把每个代码码元发送两次、10次和三次。如果进一步交错重复的码元，则可获得附加的时间分集。在另一个实施例中，使用不同的Walsh函数长度。例如，对于三个信道，在以上例子中可分别使用长度为16、16和8的Walsh函数，每个代码码元在第一信道上发送一次，在第二信道上发送五次，在第三信道上发送三次。
以上途径不影响译码器，因为它必须能够处理最高数据速率。所变化的是译码器输入处数据八位字节(octet)的数目。然而，此途径对交错器的实现没有影响，这是因为交错器具有允许三个信道上的数据速率的所有组合的许多可能的尺寸(就码元数目而言)。减轻这一问题的以上途径的一个选择是把编码器的代码码元反多路复用出到三个载波，并在每个信道上分开地进行重复代码码元的交错。这样简化了数字学并减少了每个信道上可能的交错器尺寸的数目。
附图概述
从以下对本发明实施例的详细描述并结合附图将使本发明的进一步特征、目的和优点变得更加明显起来，图中相同的标号指相应的部分，其中：
图1是示出具有固定速率和载波的多频CDMA通信系统的方框图；
图2是示出实施本发明的发送系统的方框图；
图3是示出实施本发明的接收机系统的方框图；以及
图4是传统IS-95CDMA通信系统中的代码信道Walsh码元的表。
本发明的较佳实施方式
参考图2，它是示出实施本发明的发送系统的方框图，将要进行的第一操作是确定每个载波上可支持的数据量。在图2中示出三个这样的载波，但本领域内的技术人员将实现本发明可容易地延伸到任何数目的载波。控制处理器50根据一组因素(诸如每个载波上的负载、排队以发送到移动站的数据量以及待发送到移动站的信息的优先级)确定每个载波上的数据发送速率。
在选中将在每个载波上发送的数据速率后，控制处理器50选择能以选中速率发送数据的调制格式。在示例实施例中，依据待发送数据的速率使用不同长度的Walsh序列来调制数据。在1996年5月28日提交的名为“高速率数据无线通信系统”的08/654,443号待批美国专利申请中详细地描述了使用依据待发送数据的速率选中的不同长度的Walsh序列来调制数据，该专利已转让给本发明的受让人并在这里引入作为参考。在另一个实施例中，可通过如上述08/431,180和08/838,240号美国专利申请中所述捆绑CDMA信道来支持高速率数据。
一旦选中每个载波上将支持的速率，则控制处理器50计算反多路复用比例，以确定每个载波上所携带的每个发送的量。例如，如果三个信道上可支持的代码码元速率分别为153600sps、30720sps和102400sps(对于速率为1/2编码，它们分别相应于76.8kbps、15.36kbps和51.2kbps的数据速率-总数据速率为143.36kbps)，则反多路复用比例将为15∶3∶10。
在示例实施例中，把信息位的帧提供给帧格式器52。在示例实施例中，格式器52产生并把一组循环冗余校验码(CRC)位添加到帧。此外，格式器52添加预定的一组尾(tail)位。帧格式器的这种实现和设计在本领域内是公知的，在名为“用于掩蔽发送信道引入的差错的语音编码器数据的排列方法和系统”的5,600,754号美国专利中详细地描述了典型帧格式器的一个例子，该专利已转让给本发明的受让人并在这里引入作为参考。
把经格式化的数据提供给译码器54。在示例实施例中，译码器54为卷积译码器，但本发明可延伸到其它形式的译码。来自控制处理器50的信号向译码器54指示将在此发送周期中译码的位数。在示例实施例中，译码器54为约束长度为9的速率为1/4的卷积译码器。应注意，由于本发明所提供的额外的灵活性，实际上可使用任何译码格式。
把来自于译码器54的经译码的码元提供给可变比例去多路复用器56。可变比例去多路复用器56根据控制处理器50所提供的码元输出信号把经译码的码元提供给一组输出。在示例实施例中，有三个载波频率，控制处理器50提供表示将在三个输出中的每一个输出上提供的被译码码元的数目的信号。本领域内的技术人员应理解，本发明可容易地延伸到任何数目的频率。
把在可变比例去多路复用器56的每一个输出上提供的经译码的码元提供给相应的码元重复装置58a-58c。码元重复装置58a-58c产生被译码码元的重复形式，从而获得的码元速率与该载波上所支持的数据速率匹配，尤其是与该载波上所使用的Walsh函数速率匹配。重复发生器58a-58c的实现在本领域内是公知的，在名为“可变响应滤波器”的5,629,955号美国专利中详细地描述了它的一个例子，该专利已转让给本发明的受让人并在这里引入作为参考。控制处理器50把一个个分开的信号提供给每个重复发生器58a-58c，以指示每个载波上的码元速率或将在每个载波上所提供的重复的量。响应于来自控制处理器50的信号，重复装置58a-58c产生所需数目的重复码元，以提供指定的码元速率。应注意，在较佳实施例中，重复的量不限于所有码元重复相同次数的整数。在1997年5月26日提交的名为“在扩展频谱通信系统中发送高速数据的方法和设备”的08/886,815号待批美国专利申请中详细地描述了非整数重复的方法，该专利已转让给本发明的受让人并在这里引入作为参考。
把来自重复发生器58a-58c的码元提供给交错器60a-60c中相应的一个，此交错器依据预定的交错器格式对重复的码元重新排序。控制处理器50把指示预定的一组交错格式中的一个格式的交错格式信号提供给每个交错器60a-60c。在示例实施例中，交错格式是从预定的一组位反交错格式中选出的。
把来自交错器60a-60c的经重新排序的码元提供给数据扰码器62a-62c。每个数据扰码器62a-62c依据伪噪声(PN)序列改变数据的符号。使长代码或PN发生器82所产生的长PN码以码片速率通过抽选器84a-84c来提供每个PN序列，抽选器84a-84c选择性地提供一些扩展码元，以在不高于PN发生器82所提供的速率的速率来提供PN序列。由于每个载波上的码元速率可能互不相同，所以抽选器84a-84c的抽选速率可以是不同的。抽选器84a-84c是采样和保持电路，它们对PN发生器82输出的PN序列进行采样并对预定的周期继续输出该值。PN发生器82和抽选器84a-84c的实现在本领域内是公知的，在所述5,103,459号美国专利中有详细的描述。数据扰码器62a-62c把来自交错器60a-60c的二进制码元与抽选器84a-84c抽选的伪噪声二进制序列进行异或。
把经二进制扰码的码元序列提供给串行-并行转换器(二进制至4-级)64a-64c。把提供给转换器64a-64c的两个二进制码元映射到值为(±1，±1)的四进制星座图。在来自转换器62a-62c的两个输出上提供星座值。把来自转换器64a-64c的码元流分开地提供给Walsh扩展器66a-66c。
在码分多址通信系统中提供高速数据有多种方法。在较佳实施例中，依据待调制的数据的速率来改变Walsh序列长度。用较短的Walsh序列来调制较高速度的数据，用较长的Walsh序列来调制较低速率的数据。例如，可使用64位的Walsh序列以19.2Ksps来发送数据。然而，可使用32位的Walsh序列以38.4Ksps来调制数据。
在1997年1月15日提交的名为“CDMA电信系统的高数据速率补充信道”的08/724,281号待批美国专利申请中详细地描述了说明可变长度Walsh序列调制的系统，在这里引入该申请作为参考。用来调制数据的Walsh序列的长度与待发送的数据的速率有关。图4示出传统的IS-95 CDMA系统中的Walsh函数。
在本发明的较佳实施例中，分配给高速率数据的Walsh信道的数目可以是任意值2N，这里N＝{2，3，4，5，6}。Walsh编码器66a-66c所使用的Walsh码为64/2N个码元的长度，而不是IS-95 Walsh码所使用的64个码元。为了使高速率信道与具有64码元的Walsh码的其它代码信道正交，避免使用具有64码元的Walsh的可能的64个四进制一相位信道中的2N个。表I提供了对N的每个值可能的Walsh码及所分配的相应64码元Walsh代码组。
    N                 Walshi     所分配的64码元Walsh码
    2    .+，+，+，+，+，+，+，+，+，+，+，+，+，+，+，++，-，+，-，+，-，+，-，+，-，+，-，+，-，+，-+，+，-，-，+，+，-，-，+，+，-，-，+，+，-，-+，-，-，+，+，-，-，+，+，-，-，+，+，-，-，++，+，+，+，-，-，-、-，+，+，+，+，-，-，-，-+，-，+，-，-，+，-，+，+，-，+，-，-，+，-，++，+，-，-，-，-，+，+，+，+，-，-，-，-，+，++，-，-，+，-，+，+，-，+，-，-，+，-，+，+，-+，+，+，+，+，+，+，+，-，-，-，-，-，-，-，-+，-，+，-，+，-，+，-，-，+，-，+，-，+，-，++，+，-，-，+，+，-，-，-，-，+，+，-，-，+，++，-，-，+，+，-，-，+，-，+，+，-，-，+，+，-+，+，+，+，-，-，-，-，-，-，-，-，+，+，+，++，-，+，-，-，+，-，+，-，+，-，+，+，-，+，-+，+，-，-，-，-，+，+，-，-，+，+，+，+，-，-+，-，-，+，-，+，+，-，-，+，+，-，+，-，-，+     0，16，32，481，17，33，492，18，34，503，19，35，514，20，36，525，21，37，536，22，38，547，23，39，558，24，40，569，25，41，5710，26，42，5811，27，43，5912，28，44，6013，29，45，6114，30，46，6215，31，47，63
    3     +，+，+，+，+，+，+，++，-，+，-，+，-，+，-+，+，-，-，+，+，-，-+，-，-，+，+，-，-，++，+，+，+，-，-，-，-+，-，+，-，-，+，-，++，+，-，-，-，-，+，++，-，-，+，-，+，+，-     0，8，16，24，32，40，48，561，9，17，25，33，41，49，572，10，18，26，34，42，50，583，11，19，27，35，43，51，594，12，20，28，36，44，52，605，13，21，29，37，45，53，616，14，22，30，38，46，54，627，15，23，31，39，47，55，63
    4     +，+，+，++，-，+，-+，+，-，-+，-，-，+     0，4，8，…，601，5，9，…，612，6，10，…，623，7，11，…，63
    5     +，++，-     0，2，4，…，621，3，5，…，63
    6     +     0，1，2，…，63
                                                          表I.
+和-表示正或负的整数值，这里较佳的整数为1。很明显的是，每个Walsh码中Walsh码元的数目随N的改变而变化，且该数目在所有情况下都小于IS-95 Walsh信道代码中的码元数目。不管Walsh码的长度如何，在本发明的所述实施例中，以每秒1.2288兆码片(Mcps)的速率来添加码元。因而，更频繁地重复长度较短的Walsh码。控制处理器50把表示待用来扩展数据的Walsh序列的信号提供给Walsh编码元件66a-66c。
在CDMA通信系统中发送高速率数据的其它方法还包括通常叫做信道捆绑技术的方法。本发明等效地应用于在CDMA通信系统中提供高速度数据的信道捆绑方法。提供信道捆绑数据的一个方法是提供多个Walsh信道给一信号用户使用。在上述08/739,482号美国专利申请中详细地描述了该方法。如08/838,240号待批美国专利申请中详细地所述，另一个信道捆绑技术是提供一个Walsh代码信道给用户使用，但利用不同的扰码信号来使信号相互区分。
把Walsh扩展数据提供给PN扩展器68a-68c，PN扩展器68a-68c把短的PN序列扩展应用于输出信号上。在示例实施例中，利用在上述08/784,281号待批美国专利申请中详细描述的复数乘法来进行PN扩展。把作为第一实数和虚数项的数据信道DI和DQ分别与作为第二实数和虚数项的扩展码PNI和PNQ分别复数相乘，产生同相(或实数)项XI和正交相(或虚数)项XQ。扩展码PNI和PNQ是由扩展码发生器67和69产生的。以1.2288Mcps来应用扩展码PNI和PNQ。公式(1)示出所进行的复数乘法。
(XI+jXQ)＝(DI+jDQ)(PNI+jPNQ)               (1)
然后，把同相项XI低通滤波到1.2288MHz的带宽(未示出)，并通过与同相载波COS(ωct)相乘而上变频。类似地，把正交相项XQ低通滤波到1.2288MHz的带宽(未示出)，并通过与正交相载波SIN(ωct)相乘而上变频。对上变频的XI和XQ求和，产生前向链路信号s(t)。复数乘法允许把正交相信道组与同相信道组继续保持正交，而不会把附加干扰加到具有理想的接收机相位恢复的同一路径上发送的其它信道上。
然后，把PN扩展数据提供给滤波器70a-70c，滤波器70a-70c对信号进行频谱整形用以发送。把经滤波的信号提供给增益倍乘器72a-72c，增益倍乘器72a-72c放大每个载波的信号。控制处理器50把增益因子提供给增益元件72a-72c。在示例实施例中，控制处理器50依据信道条件和将在该载波上发送的信息的速率来选择每一载波的增益因子。如本领域内的技术人员所公知的，可以低于没有重复的数据的码元能量来发送以重复发送的数据。
把放大的信号提供给任选的开关74。开关74提供信道使数据信号跳跃到不同载波上的附加灵活性。通常，开关74仅在实际用来发送信号的载波数目小于可能的载波总数(在本例中为3)时才使用。
由开关74把数据传送到载波调制器76a-76c。每个载波调制器76a-76c把数据上变频到不同的预定频率。把经上变频的信号提供给发射机78，在这里把这些信号与其它经类似处理的信号组合、滤波和放大，用以通过天线80发送。在示例实施例中，发送每个信号的放大频率随时间而变化。这样给发送的信号提供了附加的频率分集。例如，当前通过载波调制器76a发送的信号将按预定时间间隔被切换，从而通过载波调制器76b或76c以不同频率发送。依据来自控制处理器50的信号，开关74把来自增益倍乘器72a-72c的放大输入信号指向适当的载波调制器76a-76c。
转到图3，示出实施本发明的接收机系统。在天线100处接收到的信号传送到接收机(RCVR)102，接收机102在把此信号提供给开关104前对其进行放大和滤波。通过开关104把该数据提供给适当的载波解调器106a-106c。本领域内的技术人员应理解，虽然把接收机的结构描述成用于接收在三个频率上发送的信号，但本发明可容易地延伸到相互连续或不连续的任意数目的频率。
在使发送数据的载波旋转或跳跃来提供附加的频率分集时，开关104响应于来自控制处理器125的控制信号把接收到的信号提供给选中的载波解调器106a-106c。当载波频率不跳跃或旋转时，开关104不是必需的。每个载波解调器106a-106c使用不同的下变频频率把接收到的信号四进制相移键控(QPSK)解调到基带，以提供分开的I和Q基带信号。
把来自每个载波解调器106a-106c的下变频信号提供给相应的PN解扩展器108a-108c，PN解扩展器108a-108c从下变频数据中除去短代码扩展。通过与一对短PN码的复数乘法来对I和Q信号进行解扩展。把经PN解扩展的数据提供给Walsh解调器110a-110c，Walsh解调器110a-110c依据所分配的代码信道序列对此数据进行恢复(uncover)。在示例实施例中，在产生和接收CDMA信号时使用Walsh函数，但也可等效地应用其它形式的代码信道产生。控制处理器125把指示将用来恢复数据的Walsh序列的信号提供给Walsh解调器110a-110c。
把经Walsh解扩展的码元提供给并行-串行转换器(4-级到二进制)112a-112c，转换器112a-112c把2维信号映射成一维信号。然后，把这些码元提供给去扰码器114a-114c。去扰码器114a-114c依据相对于用来对图2的数据进行扰码的所抽选的长代码序列所述而产生的抽选长代码序列对数据进行去扰码。
把去扰码的数据提供给解交错器(DE-INT)116a-116c。解交错器116a-116c依据控制处理器125所提供的选中解交错器格式对码元进行重新排序。在示例实施例中，控制处理器125把表示解交错器的尺寸和解交错方案的信号提供给每个解交错器116a-116c。在示例实施例中，解交错方案是从预定的一组位反转解交错方案中选出的。
然后，把经解交错的码元提供给码元组合器118a-118c，码元转换器118a-118c把这些重复发送的码元组合在一起。然后，把组合的码元(软判断)提供给可变比例多路复用器120，多路复用器重新组装数据流并把重新组装的数据流提供给解码器122。在示例实施例中，解码器122是最大似然解码器，但其实现在本领域内是公知的。在示例实施例中，解码器122包含缓冲器(未示出)，在开始解码处理前该缓冲器一直等到把数据的整个帧提供给解码器。把经解码的帧提供给CRC校验装置124，该装置确定是否通过CRC位校验，如果是这样，则把此帧提供给用户，否则宣告擦除。
这样参考较佳实施例描述了本发明，应理解所述实施例只是示例，那些具有中等知识和技能的技术人员可进行修改和改变而不背离如附加权利要求书及等价物中所述的本发明的精神和范围。

Claims (39)

1.一种以一数据速率在容量小于该数据速率的多个信道中发送数据的发射机，其特征在于所述发射机包括：
控制器，用于确定多个信道中每个信道的容量并依据确定的容量对每个信道选择一数据速率；
响应于控制器的多个发送子系统，每个发送子系统与多个信道中的各个信道相连，用于以该信道所独有的代码对经译码的数据进行扰码，以在信道中进行发送；以及
响应于控制器的可变去多路复用器，用于以从由控制器对信道选中的数据速率中得到的去多路复用速率把经译码的数据去多路复用到多个发送子系统中。
2.如权利要求1所述的发射机，其特征在于还包括译码器，用于从该译码器的数据输入的帧中产生该经译码的数据。
3.如权利要求1或2所述的发射机，其特征在于每个发送子系统包括码元重复单元，所述单元用于重复码元从而以相应于控制器对信道选中的速率的速率来输出码元。
4.如权利要求3所述的发射机，其特征在于每个发送子系统包括交错单元，所述单元用于依据控制器所确定的交错格式对重复的码元进行重新排序。
5.如权利要求4所述的发射机，其特征在于还包括用于对每个信道产生各个长代码的长代码发生器；以及在每个发送子系统中，用于使用信道的各个代码对重新排序的码元进行扰码的扰码器。
6.如权利要求5所述的发射机，其特征在于长代码发生器包括用于每个信道的抽选器单元，所述单元用于以控制器所确定的抽选速率对产生的长代码进行抽选，从而对每个信道产生各个长代码。
7.如权利要求6所述的发射机，其特征在于还包括每个发送子系统中的可变编码单元，用于调制来自扰码器的经扰码的码元。
8.如权利要求7所述的发射机，其特征在于编码单元配置成以各个walsh码来调制经扰码的码元。
9.如权利要求7或8所述的发射机，其特征在于还包括每个信道中的伪噪声扩展器，用于扩展经调制的码元。
10.如以上权利要求中任一项所述的发射机，其特征在于还包括：
开关；以及
多个载波调制器，其中所述开关响应于控制器，以把来自多个发送子系统的扰码数据在多个载波调制器之间切换，以在不同的时间把信号调制到不同的载波上。
11.一种接收机，其特征在于包括：
接收电路，用于接收同时位于多个信道中的信号，每个信道信号定义经扰码的译码码元，这些码元一起代表来自公共起源的数据；
控制器，用于确定每个信道中的信号的码元速率；
响应于控制器的多个接收子系统，每个接收子系统与多个信道中的各个信道相关连，用于以该信道所独有的代码对经译码的码元进行去扰码，以能从中提取数据；以及
响应于控制器的可变多路复用器，用于以从控制器对信道所确定的码元速率中得到的多路复用速率把来自多个接收子系统的数据多路复用到一输出上。
12.如权利要求11所述的接收机，其特征在于还包括解码器，用于把来自多路复用器的经译码的数据解码成为数据的帧。
13.如权利要求11或12所述的接收机，其特征在于还包括每个信道中的伪噪声解扩展器，用于对经扰码的译码码元进行解扩展。
14.如权利要求13所述的接收机，其特征在于还包括每个接收子系统中的可变解码单元，用于对来自解扩展器的解扩展码元进行解调。
15.如权利要求14所述的接收机，其特征在于解码单元配置成以各个walsh码对解扩展的码元进行解调。
16.如权利要求15所述的接收机，其特征在于还包括每个接收子系统中的去扰码器，用于利用该信道的各个长代码对解扩展码元进行去扰码。
17.如权利要求16所述的接收机，其特征在于每个接收子系统包括解交错单元，用于依据控制器所确定的交错格式对重复的码元进行重新排序。
18.如权利要求17所述的接收机，其特征在于每个接收子系统包括码元组合器，用于组合码元从而以相应于由控制器对信道所确定的速率的速率把所述码元输出到去多路复用器。
19.如权利要求11到18中任一项所述的接收机，其特征在于还包括：
开关；以及
多个载波解调器，其中所述开关响应于控制器，以把接收到的信号在多个载波解调器之间切换，以在不同的时间把信号解调到不同的接收子系统中。
20.一种无线发射机，其特征在于包括：
译码器，用于接收一信息位集合并对所述信息位进行译码来提供一代码码元集合；以及
发送子系统，用于接收所述代码码元并在第一载波频率上提供所述代码码元的一子集并在至少一个附加的载波频率上提供其余的码元。
21.一种以一数据速率在其容量小于该数据速率的多个信道上发送数据的方法，其特征在于所述方法包括：
确定多个信道中每个信道的容量，并依据所确定的容量对每个信道选择一数据速率；
以该信道所独有的代码对经译码的数据进行扰码，以在信道中进行发送；以及
以从由控制器对信道选中的数据速率中得到的去多路复用速率把经译码的数据去多路复用到多个信道中。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于还包括译码器，用于从该译码器的数据输入的帧中产生该经译码的数据。
23.如权利要求21或22所述的方法，其特征在于还包括重复码元从而对每个信道以相应于控制器对信道选中的速率的速率来输出码元。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于还包括依据控制器所确定的交错格式对重复的码元进行重新排序。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于还包括对每个信道产生各个长代码；以及
使用信道的各个代码对每个发射子系统中的重新排序的码元进行扰码。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于通过以对每个信道所确定的抽选速率对产生的长代码进行抽选，从而产生每个长代码。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于以一代码调制经扰码的码元。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于以各个walsh码来调制经扰码的码元。
29.如权利要求27或28所述的方法，其特征在于还包括以伪噪声来扩展经调制的码元。
30.如以上权利要求21到29中任一项所述的方法，其特征在于还包括在不同的时间把经扰码的数据调制到不同的载波上。
31.一种数据接收方法，其特征在于所述方法包括：
接收同时位于多个信道中的信号，每个信道信号定义经扰码的译码码元，这些码元一起代表来自公共起源的数据；确定每个信道中的信号的码元速率；
以该信道所独有的代码对经译码的码元进行去扰码，以便能从中提取数据；以及
以对信道所确定的码元速率中得到的多路复用速率多路复用来自多个信道的经去扰码的数据。
32.如权利要求31所述的数据接收方法，其特征在于还包括把经译码的数据解码成为数据的帧。
33.如权利要求31或32所述的数据接收方法，其特征在于还包括使用伪噪声码对经扰码的译码码元进行解扩展。
34.如权利要求33所述的数据接收方法，其特征在于还包括利用可变解码器对解扩展码元进行解调。
35.如权利要求34所述的数据接收方法，其特征在于以各个walsh码对解扩展的码元进行解调。
36.如权利要求35所述的数据接收方法，其特征在于还包括利用该信道的各个长代码对每个信道中的每个信道中的解扩展码元进行去扰码。
37.如权利要求36所述的数据接收方法，其特征在于还包括依据确定的交错格式对重复的码元进行重新排序。
38.如权利要求37所述的数据接收方法，其特征在于还包括在以相应于对信道所确定的速率的速率对码元进行去多路复用前组合信道中的码元。
39.如权利要求31到38中任一项所述的数据接收方法，其特征在于还包括：
在不同的时间解调不同信道中的信号。
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