[发明专利]使用多沃尔什信道的码分多址通信系统中的码捕获

说明书

本发明涉及多址联接通信系统，如无线数据或无线电话系统、卫星转发器型扩频通信系统等。具体地说，本发明涉及对采用多沃尔什(Walsh)函数编码信道能量的通信系统中所发送数字信号进行捕获和跟踪的方法和装置。

已开发出各种多址联接通信系统，用于在大量系统用户之间传送信息。此类多址联接通信系统所用的两种已知技术包括时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)，其基本情况在该技术领域上已熟知。然而，诸如码分多址(CDMA)扩频技术等扩频调制技术具有比其它调制方案显著的优点，尤其在为大量通信系统用户提供服务的情况下。CDMA技术在多址联接通信系统的应用揭载于1990年2月13日发布的4901307号美国专利(题为“利用卫星转发器或地面中继器的扩频多址联接通信系统”)和专利号为5,691，97408/368570的美国专利(题为“扩频通信系统中使用全频谱发射功率跟踪各个接收端相位时间和能量的方法及装置”)中。此二专利均转让给本发明受让人，援引于此供参考。

在这些专利揭示的多址联接通信系统中，分别至少利用一收发信机的大量一般移动用户或远端系统用户，通过诸如公用电话交换网，与其它系统用户或所需信号接收者进行通信。各收发信机采用CDMA扩频通信信号，通过关口站和卫星转发器，或地面基站(有时称为区站或蜂窝区)，相互通信。基站覆盖按其信号有效“抵达”范围规定的蜂窝区，而卫星波束覆盖卫星通信信号投射在地球表面所形成的“点”。此外，蜂窝区一般分成称为区段的不同地理区域，而不同频率的卫星波束，有时称为FDMA信号、波束或分波束，覆盖一共同地理区域。所服务的地理区域性质相同，所用中继转发平台类型的物理特性及其位置却不同。尽管这些平台间某些传输路径特性和频率、信道重复使用的制约可以不同。

CDMA通信系统中，在调制到载频信号以作为通信信号发送之前，先用一组(或一对)预选的伪随机噪声(PN)码序列调制(或“加扩”)用户信息信号。在基站(或关口站)至用户的通信链路，用PN加扩码(或二进制序列)鉴别不同基站或不同关口站波束发来的信号和多径信号。这些码一般由蜂窝区(或波束)内的全部通信信号共用。采用信道化码鉴别区内的不同用户或前向链路卫星波束中发送的用户信号。即，每个用户单元通过采用独特“涵盖”的正交码，分别具有在前向链路上自己的正交信道。一般用Walsh函数实现信道化码，且陆上系统典型码长为64码片(或称筹元)，卫星系统则为128码片。这样的安排下，通常将具有64或128码片的每一Walsh函数称为一个Walsh码元。

此外，还用某种信号分集作为一种减少哀落和通信系统中相关移动用户(或卫星转发器)所关联其它问题的有害影响的方法。扩频通信系统一般采用三种分集，即时间分集、频率分集和空间分集。利用信号分量的重复和时间交错，可得时间分集。信号能量在大频宽上的扩展，基本身就提供一种频率分集。因此，频率选择性衰落只影响一小部分CDMA信号频宽。一般通过不同天线或通信信号波束，利用多条信号路径提供空间分集。

如4901307号美国专利所揭示的，一般的扩频通信系统储细考虑前向链路用单元的通信采用相干调制和解调。在采用这种方法的通信系统中，利用导频信号作为关口站(或卫星)至用户和基站至用户两链路的相干相位参考。即，基站(或关口站)在整个覆盖区发送一般无数据调制的导频信号。一般每一基站或关口站对所用的每一频率发射一个导频。所有从该信息源接收信号的用户共用该导频。通常各区段有其独特的导频信号，而卫星系统在由关口站用卫星产生的各卫星波束频率或分波束中传送导频。

由于导频信号一般无数据调制，这些信号实质上包含调制在载频上的PN加扩码。导频信号在整个通信系统用相同的PN加扩码或码钮，但各波束、蜂窝区或区段具有不同的相对码定时偏移。这样提供了便于区别的信号，波束、蜂窝区也便于区别，同时提供了简便的捕获和跟踪。为了发送扩频调制信息，还使用其它信号，如关口站(或基站)标识、系统定时、用户播叫信息和各种其它控制信号。

用户单元用导频信号取得初始系统同步和发送信号的时间、频率、相位跟踪。将跟踪导频信号载频所得相位信息作为其它系统相干解调的载频相位基准或用户信息信号。此技术使许多用户信号载频可共用一公共导频信号作为相位基准，从而提供一种费用较少且较有效的跟踪机构。

作为建立通信链路过程的一部分，用户单元收发信机利用一种称为“搜寻接收机”(或简称为“搜寻器”)的收信机跟踪导频信号频率，取得与导频定时同步。已用若干技术和装置提供此搜寻器功能。其中一种记载于1992年4月28日发布的5109390号美国专利(题为“CDMA蜂窝区电话系统的分集接收机”)。该专利转让给本发明受让人，援引于此供参考。