[发明专利]用于码分多址系统的时分双工中继器

说明书

发明领域

本发明一般涉及扩展频谱通信系统，特别是，涉及RF信号中继器。

相关技术描述

在无线电话通信系统中，许多用户通过无线信道进行通信，以连接有线电话系统。多址技术为有限频谱中的大量用户提供方便。在无线信道中的通信可以是多种多址技术中的一种。这些多址技术包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)。CDMA技术具有许多优点，而且在美国专利第4,901,307号中描述了CDMA系统范例。该专利在1990年2月13日批准给K.Gilhousen等，发明名称是“采用卫星或地面中继器的扩展频谱多址通信系统”，已转让给本发明受让人，列入于此，以作参考。

在上述专利中，揭示一种多址技术，其中，各自备有收发机的大量移动电话系统用户采用CDMA扩展频谱通信信号，通过卫星中继器或地面基站进行通信。采用CDMA通信时，可以多次重复使用频谱，从而提高系统用户容量。

在第’307号专利中所揭示的CDMA调制技术提供许多胜过在运用卫星或地面信道的通信系统中用到的窄带调制技术的优点。地面信道对任一通信系统都提出了特殊的问题，特别是多路径信号方面采用CDMA技术可以通过减轻多路径的不利影响(例如，衰落)，同时还利用了它的优点，来克服地面信道的特殊问题。

在CDMA蜂窝状电话系统中，所有的基站内都能用相同的频带进行通信。在接收机处，可分隔的多条路径(诸如，一条区站路径和从建筑物反射的另一条路径)能通过分集接收加以组合，以改进调制解调器性能。CDMA波形性能提供区分占用相同频带的信号用的处理增益。假设路径延迟差大于PN码片(筹元)持续时间，则高速伪随机噪声(PN)调制可使相同信号的许多不同传播路径分开。如果在CDMA系统中采用大约为1MHz的PN码片速率，就能对延迟相差大于1微秒的路径采用全扩展频谱处理增益(等于扩展带宽与系统数据速率之比)。1微秒路径延迟差与大约为300米的路径距离差相对应。城市环境一般提供超过1微秒的路径延迟差。

信道的多路径特性会导致信号衰落。这种衰落是多路径信道的相位变化造成的。当多路径矢量破坏性相加时，会发生衰落，所得接收信号比各矢量都小。例如，如果通过第一条路径的衰落因子为χdB、时间延迟为δ且相移为θ弧度，第二条路径的衰落因子为χdB、时间延迟为δ但相移为θ+π弧度的多路径信道传送正弦波，则在信道的输出端，不能接收到该信号。

在CDMA系统中，通过控制发射机功率，能进一步把衰落的不利影响控制在一定范围内。美国专利第5,056,109号(发明名称是“在CDMA蜂窝状移动电话系统中控制发射功率的方法和装置”，在1991年10月8日被批准，同样被转让给本发明的受让人)中揭示基站和移动单元功率控制系统。

在上述第’307号专利中所描述的CDMA蜂窝网系统中，每个基站都覆盖有限的地理区域，并通过蜂窝网系统交换机把在它的覆盖区内的移动单元链接到公用电话交换网(PSTN)上。当移动单元移到新基站的覆盖区时，把用户呼叫的路由转移到新基站。把基站至移动单元的信号传输路径称为正向链路，而把移动单元至基站的信号传输路径称为反向链路。

如上所述，PN码片间隔规定要组合的两条路径必须具有的最小间距。在可以解调不同路径之前，必须首先确定在接收到的信号中路径的相对到达时间(或者偏移)。信道单元调制解调器通过搜索一系列潜在路径偏移并测量在每一潜在路径偏移处接收到的能量，来执行这种功能。如果某一潜在偏移的能量超过某一门限值，那么可把该偏移赋予该解调单元。进行解调后出现在该路径偏移的信号，可与其他解调单元在各自偏移处的解调结果相加。在共同待批美国专利申请第08/144,902号(发明名称是“在能够接收多个信号的系统中的解调单元分配”，在1993年10月28日申请，被转让给本发明的受让人)中，描述基于搜索单元能量电平的解调单元分配方法和装置。由于所有的路径必须一起衰落组合信号才会显著劣化，所以这种分集接收机(或称搜索接收机)提供健全的数字链路。