[发明专利]带分布式接收机的多用户通信系统

说明书

发明背景

I.发明领域

本发明涉及诸如无线数据或电话系统、卫星转发器型扩频通信系统之类的多址联接通信系统。更具体地说，本发明涉及一种采用与若干模拟接收机分别耦合以降低数据传送要求的多个数字接收机组件，进行数字信号解调的通信系统总体结构。本发明还涉及一种码分多址联接扩频通信系统中用来降低产生单一用户数据所需数据传送速率的某些信号解调功能再分配方法。

II.相关技术的描述

为了在大量系统用户间传送信息，已开发各种多址联接通信系统。该系统所用技术有时分多址联接(TDMA)、频分多址联接(FDMA)和调幅(AM)(如振幅压扩单边带：ACSSB)等调制方案，其基本方法已众所周知。然而，扩频调制技术，如码分多址联接(CDMA)，具有超越其它调制方案的显著优点，尤其在为大量通信系统用户提供服务的情况下。在4901307号美国专利的精神中已揭示CDMA技术在一种多址联接通信系统的应用。该专利1993年2月13日提出，名为“采用卫星转发器或陆上中续器的扩频多址联接通信系统”，已转让给本发明受让人，在此援引作参考。

4901307号专利揭示一种多址联接通信系统技术，其中大量一般移动用户或远端系统用户分别采用收发信机，通过诸如公用电话交换网等，与其他系统用户或所需信号接收端进行通信。这些收发信机利用CDMA扩频通信信号，通过卫星转发器、关口站或陆上基站(有时也称为区站或蜂窝区)相互联系。该系统使系统用户之间和此通信系统所接其他系统的用户之间，可传送各种数据和语言通信信号。

采用诸如4901307号美国专利所指示的扩频信号和调制技术的通信系统具有高于其他技术的系统容量。这是因为其他技术中做成在系统所服务的不同地区，频谱重复使用多次，而一个地区内的用户之间则共同争用。采用CDMA比采用其他多址联接技术取得较高的给定频谱利用率。此外，采用宽带CDMA技术较易克服多径衰落等问题，尤其有利于陆上中继站。

宽带CDMA通信中用的伪噪声(PN)调制技术具有较高的信号增量，使频谱上相同的通信信道或信号可较快区分开。假定任何传播路径差带来的相对传播时延大于PN筹元(片码)的一个周期(所带宽的倒数)，则上述情况可使跨越不同路径的信号便于区别。如果采用约1MHz的PN筹元速率，则能用全扩频增益(等于扩展频宽与系统数据速率之比)鉴别路径延迟或到达时间相差1微秒的信号路径。

鉴别多径信号的能力使多径衰落的严重程度大为缓解，尽管由于有时路径延迟差小于一个PN筹元周期而不能完全消除该衰落。因为建筑物和地面的反射大为减少，而且往返总路径很长，卫星转发器或定向链路存在延迟短的路径尤为确实。因此，作为减少衰落的不利影响和相关用户(或卫星转发器)移动带来的问题的一种方法，最好具有某种信号分集。

通常，扩频通信系统采用3种分集，即时间、频率和空间的分集。采用信号分量的重复和时间交错可得时间分集。信号能量沿广扩带宽的扩散提供一种频率分集。因此，频率选择性衰落只影响一小部分CDMA信号带宽。采用多信号路径(一般通过不同的天线或波束)提供空间分集。

通常将卫星转发器用的波束配置成覆盖较大的地理区域，因而任何时间都比陆上中继器系统可对较多的用户寻址。每颗卫星一般都用多条波束(11～16条左右)同时射至若开相邻地理区域，从而提供分集。多波束目标用户观众的相对规模一般不小，即便用户面积密度小时也这样，也即，虽然服务区会包括人口密度低的地区，各区域综合的总规模意味着一给定卫星波束图内仍有很多用户。此外，有些地区还利用卫星克服陆上电话系统的不足，这些地区可能人口密度较高。

用卫星为较多的用户提供业务，落实到每个转发器的有效发射机或天线较多(多达每卫星有16波束)和每卫星波束通信信道较多。通常，一卫星的每波束通信信道数从陆上中继器常见的64条增加到128条。这些因素使系统关口站必须接纳的数据和信号处理量比基站增加许多。

陆上基站一般最多使用6副天线，大致为一完整蜂窝区1副到分裂蜂窝区的3个扇形区各2副，而且各天线在一载波频率上接收通信信号。反之，卫星关口站使用有1副或多副天线(根据需要)在不同载波频率接纳16条或更多波束的接收机阵列(约32部或更多的接收机)处理通信信号。关口站还提供对视线内的多颗(在任何给定时间内一般为6颗左右)卫星的业务。在一典型系统中，8个轨道面各使用6颗卫星，有些系统还打算用更多卫星。