[发明专利]用于使用码分多址通信的全双工无线传输系统的方法及装置

说明书

本发明涉及一种用于使用码分多址通信的全双工无线传输系统的方法及装置，该系统具有一个中心基站及多个彼此独立的用户站。

在使用一个中心基站及多个彼此独立的外部站或用户站工作及能在两个方向上全双工地传输信息的无线支持的信息系统的范围内，为各用户确定的信息通常在下行通信时在一个信道中被多路传输，及在上行通信时作为存取系统组织地传输。例如，作为这种系统的有移动无线系统，射束无线系统，点对多点定向无线系统及无线本地环路系统。对于多路传输或多重存取总是使用彼此正交的信号空间，例如：

-频率多路传输或FDMA存取(频分多址)系统

-时间多路传输或CDMA存取(码分多址)系统或SSMA(扩频多址)系统

-空间多路传输或存取系统。

这些系统的区别在于：由及向各个用户传输的信息在分开的频率、时间、码或空间区段中进行。并且在一个系统中重叠的、耦合的或各个不同的多路传输及存取技术，即所谓混合方法也是公知的。视应用及实施而定，使用这些方法可实现传输不同的参数及质量标准。

在CDMA系统中，有效信号通过与一个展开函数的逻辑连接被编码，其中对于每个用户站选择一个固有的与另一展开函数正交的展开函数。在此情况下，该逻辑连接譬如是通过一个异或门来实现的。在接收侧则可通过已知的被分配的展开函数来解码该编码信号，其中根据正交性另外用户站的编码有效数据在解调过程中将变为零。在CDMA系统中特别有利的是，所有用户可在相同频带中工作及在频带中可容许相对高的干扰功率。此外在一定条件下可作到，相邻的无线单元可在相同的频带上工作。其缺点是，通常形成多用户干扰，这在实际中是通过实施的问题，如带限、各个发射之间的电平区别、多路传输等形成的，并导致正交性的损失。在所观察的无线系统中基本上应注意：由于外部站离中心站不同的距离产生不同的信号延时，在基站接收机中通常得到一个异步接收状态，它大大地加重了干扰，以致在理想条件下在上行通信中也得不到码正交性。在此情况下，在上行通信中一个频带内的同时发射的最大数目M近似一个DS-CDMA系统，如下式估算：

M=PG/(E_b/N_o)，

式中PG是过程增益或展开系数，及E_b/N_o是为力图达到的误码率在解调器中所需的位能与干扰功率的比例。展开系数为t位与t芯片的比例，其典型值在10至10⁴之间。

在一个例子中假定E_b/N_o为3，即相应于5dB，因此相对一个相同占用带宽，上行通信相对下行通信或相对TDMA或FDMA系统仅能提供约1/3的传输能力，这时假定后者是正交信号。

已经公知了一些不同的方法，它们能减少上述异步CDMA方法的缺点，例如外部站这样地同步，即它们的发送信息可在基站的接收机中被芯片同步地处理。此外提出干扰消除器的实施，它通过数学算法事后地消除由于各种先验或后验知识引起的并列传输的干扰分量。另外还建议使用多用户检测器。所有这些公知方法的缺点是非常高的实施成本。

因此本发明的目的在于：提出一种在使用CDMA存取的无线传输系统中用于同步的方法及装置，借助它们可用低实施成本减小在上行通信工作时无线基站中的低用户干扰。

该技术问题(目的)的解决将通过权利要求1及9中的特征来实现。对此的前提是以时分多址工作的无线传输系统，其中在一个信道内的发送及接收在时间上是彼此分开的，这就实质地简化了操作的控制。为了所有用户站的同步，无线基站发送一个专用于该无线传输系统的、在实际数据传输前面的用于所有用户站的前序信号形式的最大序列或金序列。因为用于直接个人用户的系统控制的信息，例如呼叫建立及类似信息传输到一个中心业务信道，则可以对于所有用户站使用一个共同的前序信号。该前序信号可无另外系统参数限制地以实质上改善的信/噪比被检测，因为没有多用户干扰及可附加相干地传输与用户有关的信号功率，这就在用户站中引起了高的识别可靠性。在那里接收到的前序信号将被输送给一个匹配或校正滤波器，后者的输出信号在超过一个确定的幅度阈值时用作为触发判据。本发明的其它有利构型可由从属权利要求中得到。

通过所获得的同步信息的时间通告及使用两个相继的前序信号之间已知的精确值在用户站中足够脉冲稳定性的情况下实现实质上大的精确度，因为在用匹配滤波器简单检测时可出现直至0.5×芯片持续时间t_芯片的时间不精确性。