[发明专利]直接序列扩频通信系统,解扩方法及无线主站和无线从站

说明书

本发明涉及一个直接序列扩频通信系统的，这个系统至少要包含一个无线主站和多个无线从站，无线主站和从站被安排通过控制信道和业务信道进行通信。这样一个通信系统既可以是一个无线移动系统，其中无线主站是一个无线基站，其无线从站是一个无线移动站，也可以是一个无绳电话系统，一个无绳LAN(局域网)，或其他类似的系统。

此外本发明是关于用于这样一个通信系统的无线主站和从站，以及涉及一个传送扩频信号的方法。

长时间以来扩频系统已经广为人知，大量文章和书籍都介绍过它，比如1958年3月的Proc.of the IRE第46卷中第555至570页R.Priceetal.的“一种多路信道通信技术”就是一篇基础文章，1982年5月IEEETr.onComm.第COM-30卷第5期中第855至884页的R.L.Pickholtzetal的“扩频通信理论——一个教程”就是一篇指导文章。1989年出版的J.Proakis和McGraw-Hill的“数字通信”的第7章和第8章则是关于扩频通信的指南。该指南第7章的702至799页描述了无线移动系统中衰落型多路信道中的数字信号，第8章描述了扩频接收机，特别是第802至804页描述了直接序列扩频，第831至836页描述了用于直接序列扩频的PN(伪噪声)序列。伪噪声序列是由一个线性反馈移位寄存器产生的。伪噪声序列的最大长度为n＝2^m-1位，m是移位寄存器的级数，n是序列的周期。在一个直接序列扩频无线移动系统中，要被传送的数据就用这样的伪噪声序列进行编码的。在接收方通过相关技术对数据进行解码。在大家所知道的直接序列扩频无线移动系统中，每个信道，或是控制信道或是业务信道，分别使用一个不同的短伪噪声序列，这些序列最好是彼此正交的。在这样一个系统中，举例来说，要被无线基站传送的数据先用一个长度为n的码片序列进行编码，再由无线移动站使用一个长度为M的相关窗口的相关器对数据进行解码。当M＞n时的伪噪声序列一般都较短。码片是与可获得带宽倒数一致的矩形脉冲的周期。在实际系统中所谓的码片速率是要被传送的数据的信息速率的倍数。在接收方使用这样的短伪噪声序列可以毫不费力地将数据解码。另一方面，对于每个信道都要产生一个不同的伪噪声序列。特别是对于每个小区都有许多用户的无线移动系统来说，要产生许多互不相同的伪噪声序列是件很麻烦的事。

本发明的目的就是提供一个上述类型的直接序列扩频通信系统，其中产生较少的伪噪声序列，同时在接收方为信道的伪噪声序列提供一种有效的加锁机制。

为达到此目的，依据本发明的直接序列扩频通信系统其特征为，至少在一个小区中至少有多数信道分享至少一个长伪噪声序列，此序列由至少一个线性反馈移位寄存器产生，在至少一个长伪噪声序列里信道是可以被区分的，其另一特征为用一个长伪噪声序列锁住当前信道，接收方的长伪噪声序列里当前信道的状态是从通过控制信道传送的关于线性反馈移位寄存器的状态信息获得的。本发明基于对这样一个事实的理解，即尽管实际上是不可能直接搜索当前信道的，因为唯一的序列太长，当前信道仍然可以利用通过控制信道传送的状态信息来恢复，比如使用一个短伪噪声序列，也就是说尽管事实上对接收到的状态信息的解码已太迟了，有关当前信道的正确状态仍可以被判断出来。

在根据本发明的一个系统的实施方案中，状态信息是线性反馈移位寄存器的先前状态，利用一个储存的变换矩阵将先前状态变换为当前状态就可以判定当前信道的线性反馈移位寄存器的状态。因此，对于一个给定的信道，只需要知道移位寄存器的先前状态，依据此状态及储存的矩阵就可以简单地计算出当前的信道。一般这种状态计算在系统的一帧上把先前状态变换为当前状态，这样一个固定的状态偏移就可以用于先前状态了。

在依据本发明的一个系统的实施方案中，其状态信息是关于线性反馈移位寄存器的固定参考状态的偏移，当前信道的偏移是由接收到的偏移和许多储存的变换矩阵得到的。由此就可以计算出变量的偏移了。利用一组被合理选择的存储矩阵，还要有合理的计算量及合理的存储容量，任何偏移量都可以计算出来。获得许多存储矩阵的额外自由度还可以被用于计算更复杂信道结构下的帧与帧之间及帧内部的偏移量。此外，对于传播时延成为一个重要参数的大区，有效地计算当前信道的偏移量的可能性就非常有用了。