[发明专利]用于扩展频谱码分多址通信的正交码同步系统和方法

说明书

本发明涉及扩展频谱通信，特别是涉及利用正交码和移动终端与基站之间距离的信息调节和对准信息信道的相位以便在基站取得正交性的系统和方法。

参考图1，扩展频谱调制器51利用消息码片码(message-chip-code)信号g₁(t)处理消息数据d(t)，以产生扩展频谱数据信号。发射机52利用在载频f₀的载波信号处理扩展频谱数据信号，并通过通信信道53发射。

在接收机，扩展频谱解调器54去扩展接收的扩展频谱信号，并且通过同步数据解调器60把消息数据恢复为接收数据。同步数据解调器60利用一个参考信号同步解调去扩展的扩展频谱信号。用平方律器件55，带通滤波器56和分频器57从接收的调制数据信号产生参考信号是已知的现有技术。科斯塔斯锁相环或其它参考信号发生电路适用于此目的。

在一个衰落信道中，例如电离层或任何包含多径的信道中，或更一般的任何其中接收的信号幅度随时间波动的信道中，因为输入信号的相位一般与参考信号的相位并不相同，所以同步解调不能实行。在这种情况下，使用差分相移键控(DPSK)。利用DPSK把接收信号延迟一个码元，并乘以基础信号。如果所得的相位小于±90°，则宣告为一个0-位，否则宣告为一个1-位。这样一种系统是复杂的，并且在10^-2差错率有大约6dB的退化。

现有技术没有提供利用扩展频谱调制与基站同步通信并且结合使用到移动终端的距离在基站获得正交性的系统和方法。

本发明的一般目的是一种可以用作个人通信服务的地理定位系统和方法。

本发明的一个目的是一种用于同步传送嵌在CDMA信号中的调制数据信号，和地理定位远端单元，并且无论信号是否衰落都能良好执行的系统和方法。

本发明的另一个目的是一种使用一分离的扩展频谱信道作为数据链路的导频信号，以地理定位远端单元和解调嵌在CDMA信号中的调制数据信号的地理定位系统和方法。

本发明的一个附加目的是同步扩展频谱通信和地理定位系统。

本发明的再一个目的是一种利用正交码和到移动终端的已知距离以在基站获得移动终端用户数据信号的正交性的扩展频谱系统和方法。

本发明还有一个目的是一种在一双工无线信道的反向链路上利用正交码系统和方法。

当前蜂窝CDMA系统不在反向链路上使用正交码。实际上IS-95系统在反向链路上使用非相干检测。这是由于当扩展码从多个移动用户到达基站时难于使它们相互同步。为了使代码正交，不同的代码必须在基本上相同的时间开始，并且结束于恰当的时间。因此，由于移动用户站离开基站不同的距离，并且可能在运动，因而既使所有信号在它们离开移动站时被同步，当这些信号到达基站时不同的路径长度也将使它们不同步。

如果在适当的时间进行抽样或如果预定的波形在时间上适当地对准，在检测处理中至少有三种不同的信号可以增益。这两个概念，即，在适当的时间进行抽样或将已知的波形对准，一般被称为同步化。在载波同步的情况下，必须跟踪正确的载波相位。这意味着也遵循正确的频率，因而，已知波形被相位对准。在PN码同步情况下，必须参照接收的PN码滑移本地产生的PN码的相位，直到两个信号具有准确的相位对准；通过使本地产生的PN码的码片时钟锁定于接收的PN码的时钟来维持这种对准。这也是对已知波形的相位对准。

在信息信号的情况下，必然涉及有某种程度的不确定性，或可能没有发射的信息。因此，如果信息是以逐位基础发射的，决策是在信息的每一位期间作出的。如果使一个噪声平均值滤波器或积分器与预定的比特率匹配，而不是与预定波形的预定相位匹配，并且如果在比特周期的末尾进行抽样而使积分处理到达最大值，那么可以测量出接收信号的相位或幅度，以确定信息的内容。例如，一个在fc的预定波形的载波正弦波，在预定的相位持续数百个周期。然后信息信号可能使相位变动到另一个预定的并且是可接受的相位角。这种相位上的改变可以代表一个包含着信息比特的码。现有技术包括了许多用于既使在接收的载波由于信息而偶尔改变其相位时也能维持同步的本地载波的技术。