[发明专利]高频谱效率传输CDMA调制信号的方法和装置

说明书

本发明涉及CDMA(码分多址)信号传输系统，更具体地讲是涉及改进CDMA信号传输的频谱效率。另外还涉及使用多个射束或扇形天线的无线传输系统，其中预计在信号之间存在干扰。本发明还涉及固定站/服务应用之间的传输和公用空中接口，其中该接口是有效利用频谱的信号处理所产生的信号的传输介质。

CDMA是一种调制处理，其中根据应用于各个单独的发送信号的扩展码来定义多个传输信道，并且接着在一个公用宽带频率上发送所有的信号。在扩展码彼此干扰从而某个带宽内的有效传输信道数量有限的情况下这种传输模式缺乏频谱效率。容纳大量信道需要针对不同的用户和多用户频带对RF载波进行划分。

带宽是一个有限量。如果在可用频谱中给出有限的可用带宽空间，则有必要改进CDMA传输的频谱效率以满足不断增长的传输要求。在多射束并且使用分扇区天线的系统中信号之间的干扰尤其是一个问题。

因而如所附权利要求书所述提供了一个频谱效率得到改进的CDMA信号无线传输通信系统。这个无线系统使用一个自由空间公用空中接口。具体地通过结合前向纠错编码和M元调制所进行的扩展和过扩展(overspreading)来增强带宽效率，其中M元调制加强了用户信号和多用户射束之间的隔离。

在多点对点和点对多点传输系统的一个具体的示意性例子中，ReedSolomon编码通信信号结合交织被加以卷积码调制并且接着在可用带宽上使用正交编码被加以扩展和过扩展。所得到的扩展信号被M-PSK调制并且以CDMA格式通过RF被发送出去。在一个例子中，调制编码被实现成诸如卷积Turbo码的并联编码(parallel concatenated coding)方案。在另一个例子中，对Reed Solomon编码信号使用网格编码调制。

具体地，通过信号处理，尤其是通过获得期望的频谱效率的Turbo，TCM和PSK速率来定义示意性的例子。

图1是使用网格编码调制的有效利用频谱的CDMA传输系统的简图；

图2是可以在图1的系统中使用的网格编码调制器(2/3速)和ReedSolomon编码器(3/4速)的简图；

图3是可以在图1的系统中使用的另一种网格编码调制器(3/4速)和ReedSolomon编码器的简图；

图4是可以在图1或图15的系统中使用的扩展和调制电路的简图；

图5是可以在图4的扩展和调制电路中使用的，用于全正交或多数正交的系统的扩展电路的简图；

图6是可以在图4的扩展和调制电路中使用的，用于半正交系统的扩展电路的简图；

图7是针对全正交CDMA的扩展符号和码片速率的示意性说明；

图8是四码正交射束编码重用的地理分布(即美国大陆)图；

图9是关于一个具有长度60的正交序列(部分说明)的示意性例；

图10是关于CDMA信道的一个基带滤波器特征的示意性例；

图11是被用作传输信道接收器单元的解调单元的简图；

图12是用于全部或多数正交的CDMA系统的PN，W_i，和W_k码解扩展器的简图；

图13是用于半正交的CDMA系统的PN，W_i，和W_k码解扩展器的简图；

图14是一个TCRU信道解码器的简图；

图15使用Turbo码调制的有效利用频谱的CDMA传输系统的简图；

图16是Turbo码调制器的模块图；

图17是针对多数正交(MO)的CDMA的扩展符号和码片速率的示意性说明；

图18是二码正交射束编码重用的地理分布(即美国大陆)图；

图19是一个相位估测器的功能模块简图；

图20是体现本发明的原理，在一个地面站和一个卫星站之间的无线通信系统的简图。

如图20所示的一个典型的能很好利用本发明原理的无线通信系统包含多个地面传输站190-1，190-L，190-L+1和190-N。这些站点均产生被射向卫星交换站193的信号传输。通过本领域中已知的技术，地面站190-1至190-L发送的用户信号被混合到一个包含来自所有这些站点的信号的多信号射束1中。如下面的扩展处理过程所示，可以通过扩展多个用户信号来建立射束。类似地，从地面站190-L+1至190-N发送的信号195被混合到第二射束2中。