[發明專利]無線通信中的可靠的正交擴展碼

有效

• 申請號: 201780079040.1
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN110114980B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: M·B·羅賓遜;A·K·帕爾米薩諾;K·E·阿姆斯;A·N·摩爾
• 申請（專利權）人: 拉姆帕特通信有限責任公司
• 主分類號: H04J13/10
• 分類號: H04J13/10;H04J13/16;H04B1/707
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 曾琳

發送無線通信的技術涉及產生用于任何數量的用戶裝置的正交擴展碼，所述正交擴展碼是與擴展帶寬內的頻率匹配的正弦諧波的線性組合。按照這些原則，在發送信號之前，處理電路可以產生形成具有小的互相關性的等角緊框架的初始碼矢量集合。從這些行中的每行，處理電路使用代碼圖來生成新的擴展碼矢量，所述代碼圖是離散傅里葉變換的廣義化。代碼圖和離散傅里葉變換之間的不同之處在于，正弦諧波的頻率被選擇為與擴展帶寬內的特定頻率匹配，并且與中心頻率相差原始的未擴展帶寬的倍數。不同的發送器然后可以對用不同的擴展碼矢量產生的相應信號進行調制。

關于聯邦政府利益的聲明

美國政府持有發明中的非獨家的、不可撤銷的、免特許權使用費的許可證，有權出于所有的美國政府目的授予許可證。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年11月14日提交的、標題為“RELIABLE ORTHOGONAL SPREADINGCODES IN WIRELESS COMMUNICATIONS”的美國非臨時專利申請No.15/351,428的優先權，并且是該申請的繼續申請，該申請的公開內容整個地通過引用并入本文。

技術領域

本說明書涉及用于發送用于電子通信的無線信號的系統和方法，特別地涉及用于無線通信的可靠的擴展碼。

背景技術

在多址通信中，多個用戶裝置通過單個通信信道將信號發送到接收器。這些信號被疊加，形成通過該信道傳播的組合信號。接收器然后對組合信號執行分離操作以從組合信號恢復一個或多個單獨的信號。例如，每個用戶裝置可以是屬于不同用戶的蜂窩電話，接收器可以是蜂窩塔。通過分離不同的用戶裝置發送的信號，不同的用戶裝置可以沒有干擾地共享同一通信信道。

發送器可以通過改變載波或子載波的狀態(諸如通過改變載波的振幅、相位和/或頻率)來發送不同的符號。每個符號可以表示一個或多個位。這些符號每個都可以被映射到復平面中的離散值，從而生成正交振幅調制，或者通過將每個符號分配給離散的頻率，生成頻移鍵控。符號然后被以奈奎斯特率采樣，奈奎斯特率是符號發送速率的至少兩倍。所得信號通過數模轉換器被轉換為模擬的，然后被向上轉化到載波頻率以用于發送。當不同的用戶裝置同時通過通信信道發送符號時，這些符號所表示的正弦波被疊加以形成在接收器處接收的組合信號。

生成多址信號的常規方法涉及使用直接序列擴頻(DSSS)。在DSSS中，每個用戶被提供具有0或1所表示的習慣表示的代碼序列。該代碼序列隨后被轉化為值1和-1所表示的兩極序列。早先提到的復數符號然后被乘以該兩極序列，隨后被以奈奎斯特率采樣，被轉換為模擬的，并且被轉化為載波頻率以用于發送。接收器將把所述信號轉化到復基帶，并且以奈奎斯特率采樣。接收器還被提供代碼序列，并且乘以兩極序列。在這種情況下，PN碼是從接收器可以再現的確定性地生成的偽隨機序列產生的。PN碼的位被稱為碼片，并且是以通常是基帶信號的符號速率的倍數的碼片速率提供的，以便以擴展到碼片速率的帶寬的頻率擴展原始信號。對于上述簡單的情況，用戶裝置通過以下操作來用PN碼對每個信號進行調制：要么在每個碼片處對該信號應用相移(即，將該信號乘以-1)，要么不對該信號應用相移(即，將該信號乘以+1)。接收器接收的組合信號是每個用戶裝置同時發送的擴展信號的疊加。

在DSSS中，接收器可以對它接收的組合信號進行解擴，并且通過計算來自擴展信號的符號序列和特定的用戶裝置的PN碼之間的互相關來恢復該特定的用戶裝置發送的信號。互相關的結果要么是(i)指示所述特定的用戶裝置在某個時間發送的原始符號的大的正數或負數，要么是(ii)不指示該用戶裝置那時發送的符號的小的正數或負數。

發明內容

在許多情況下，具有非零互相關使來自任何特定的用戶裝置的符號的恢復復雜化。因此，可能有利的是使PN碼不是由偽隨機序列形成、而是改為形成正交基集合。當PN碼形成這樣的正交基集合時，某個時間的互相關的結果在特定的用戶裝置在那時沒有發送符號時總是小的。通過使用正交碼，接收器可以更容易地恢復符號。形成正交基集合的代碼的例子是Walsh(沃爾什)碼。