專利名稱：碼分多址移動通信設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在移動通信領域中采用擴頻(SS)通信方案的碼分多址(以下簡稱“CDMA”)系統。
由于在移動通信領域中采用的擴頻通信方案允許碼分多址訪問并具有優秀的噪聲擬制特性，所以在CDMA通信系統或射頻LAN通信技術中采用了擴頻通信方案。目前，在北美和韓國已實際采用了CDMA通信系統(以下稱為“北美方案”)，日本的一些通信服務公司將其標準化為TIA/EIA/IS95和TIA/EIA/IS98，并計劃投入使用。此外，日本擬采用另一種CDMA方案作為第三代移動通信方案(以下稱為“寬帶方案”)。
擴頻方案包括一種擴頻直接序列(直接擴頻)方案和擴頻跳頻方案。所有目前采用的CDMA方案都是直接序列方案。在一種擴頻通信方案中，利用一種稱為RAKE(瑞克)系統的接收機，以最大比率組合多徑分量，進而產生分集效應。例如，在美國專利No.5,109,390中對這種RAKE接收機進行了描述。
使用符合上述CDMA方案的RAKE接收機讓移動通信設備能夠與當前未與之通信的基站進行通信,這樣使得越區切換不中斷通信(即，軟切換)。
為了實現軟切換，在北美方案中采用全球定位系統(GPS)使所有基站相互同步。在寬帶方案中，基站之間不同步。因此，北美方案容易進行針對軟切換的基站測試。在北美方案中，所有基站共享一個公用碼(例如，長碼(longcode))，通過GPS時鐘信號啟動公用碼產生器，使各基站相互之間進入同步狀態。
圖6示出一種符合北美方案的移動通信設備的結構。圖6中所示的移動通信設備大致分成發送部A和接收部B。發送部A包括發送數據準備部1、差錯檢測/校正編碼部2、長碼產生器3、利用長碼進行第一擴展操作的長碼調制部4、利用同相分量擴展碼直接擴展長碼調制信號的同相分量直接序列部5、利用正交分量擴展碼直接擴展長碼調制信號的正交分量直接序列部6、以及無線發送部7。無線發送部7將直接擴展的基帶信號頻率轉換到射頻帶，放大該信號，并經天線發送該信號。
接收部B包括無線接收部8，它經由天線接收射頻帶信號，放大該信號并將接收信號的頻率轉換到基帶范圍；RAKE接收部9，它以最大比率組合多徑分量并進行軟切換；符號組合部10，它以最大比率組合接收的符號；長碼產生器3，它與在發送部A中設置的長碼產生器結構相同；抽取長碼的抽取部11；長碼解調部13，它采用所抽取的長碼進行解擾；差錯檢測/校正解碼部14；以及，解調數據處理部15，它將已解碼的接收數據分割成音頻信號和控制信號。RAKE接收部9包括同相分量解擴部9a至9c、正交分量解擴部9d至9f、以及組合部9g至9i。解擴和組合每一路徑的同相分量和正交分量，借此輸出每一路徑的解擴信號(即，接收符號)。
在現存的符合北美方案的移動通信設備中，移動通信設備在不同時刻產生用于發送目的的長碼和用于接收目的的長碼。因此，如圖6所示，該通信設備需要單獨的發送長碼產生器和接收長碼產生器。下面解釋其理由。圖7示出在現今北美方案移動通信設備中采用的長碼產生器的結構。如圖7所示，該長碼產生器42包括42個觸發器、續接所有觸發器輸出的XOR(異或)電路、以及7個需用于移位寄存器的反饋操作(除法操作)的XOR電路(如果進行長碼掩蔽操作，還需要42個AND門)。該長碼產生器的時鐘信號頻率為1.228MHz。
在北美方案的移動通信設備中，發送部長碼產生器3的輸出在被抽取后用作接收部的長碼。在該移動通信設備中，按照北美標準使發送定時與利用天線邊緣(edge)的最快路徑相匹配。由于有無線部的延遲和多徑組合的延遲(或在最快路徑和最慢路徑之間的定時差異)，所以發送定時常常快于接收定時，以避免產生問題。然而，發送定時有時要延遲(見EIA/TIA/IS-95A)，因此接收定時有可能變得快于發送定時，于是出現問題。該移動通信設備從基站接收具有某一絕對時間間隔的長碼串。此后，該移動通信設備利用與基站同步的時鐘信號產生一長碼。因此，該移動通信設備在接收來自基站的長碼串之前不能保持長碼串。故而，如果接收定時變得快于發送定時，則接收部不能接收來自發送部的長碼。接收機中RAKE接收部的解擴定時在每次接收路徑改變時均變化，使得很難調整發送定時和接收定時。
為此，接收機需要具有這樣一種長碼產生器，它以與發送部無關的定時工作并且與發送部長碼產生器相同(參見圖6中所示的長碼產生器結構)。所以，該移動通信設備的規模較大而且其中的電流消耗也要增加。
在北美標準中，符號組合部10需要組合在幾個符號周期范圍中延遲的路徑，但不能引入相移。為了改善接收性能，要頻繁切換用于組合符號的路徑。如果在幾個符號周期中每一路徑的接收定時頻繁變化，則延遲路徑的組合就不得不引入相移。為此，符號組合部10的結構會變得很復雜。
為了解決上述現有CDMA移動通信設備中存在的問題，本發明的一個目的是提供一種高級的CDMA移動通信設備，通過在接收定時變得比發送定時快之前，將先前由發送部以至少對應于最大定時差異的數值產生的長碼存儲在緩沖器中，并將讀取的長碼作為接收長碼，來減少接收長碼產生器的數目，該CDMA移動通信設備可以變得緊湊并能夠降低由接收長碼產生器消耗的電流。
本發明的另一個目的是提供一種高級CDMA移動通信設備，通過計算其中存儲每一路徑的解擴的輸出符號的先進先出(FIFO)緩沖器的寫地址和讀地址，并利用基準時鐘產生器、在每次每個路徑產生解擴輸出時遞增的計數器、用于產生前次計數值和當前計數值之間差值的差值信號產生器，該CDMA移動通信設備能夠以簡單的結構，組合在幾個符號周期范圍延遲的路徑，而不引入相移。
為了解決前述問題，本發明所提供的一種CDMA移動通信設備包括緩沖器，它抽取發送部中使用的長碼產生器的輸出并存儲所抽取的長碼；緩沖器控制部，它控制緩沖器的讀地址和寫地址；以及，長碼解調器，它通過異或操作對緩沖器輸出的長碼(接收長碼)和RAKE接收部輸出的接收信號(接收符號)進行處理。
按照本發明的一種CDMA移動通信設備包括RAKE接收部，它分離每個傳輸路徑的接收信號，利用擴展串對每個同相分量和每個正交分量解擴所分離的信號，將各分量組合成組合信號，并輸出每個路徑的組合信號；先進先出(FIFO)緩沖器，它存儲各個路徑的RAKE接收部的輸出(接收符號)；計數器，它按照RAKE接收部的每個路徑的每個輸出定時(或轉儲時鐘)遞增計數，并且其最大值等于將在FIFO緩沖器存儲的接收符號的最大數目；基準時鐘信號產生器，用于產生按照接收符號周期運行的時鐘(或基準時鐘)信號；FIFO緩沖器控制部，它參照作為相對寫地址的計數器輸出值，按照每個基準時鐘信號將所接收的符號存儲在每個FIFO緩沖器中，并且根據同一計數值的所有FIFO緩沖器的相對讀地址來讀取；以及，符號組合部，它將各FIFO緩沖器的輸出組合成一個符號。
有了前述結構，在接收定時變得快于發送定時之前，將發送部預先接收的長碼按對應于最大定時差的數值存儲在緩沖器中。從緩沖器讀出所存儲的長碼作為接收長碼，從而不需要接收長碼產生器。于是，獲得了一種高級CDMA移動通信設備，它能夠緊湊化并能夠降低電流消耗。
此外，還提供了多個FIFO緩沖器，用于存儲各個路徑的解擴輸出符號。利用基準時鐘信號產生器來計算FIFO緩沖器的寫地址，并利用基準時鐘信號產生器、按每個路徑輸出遞增計數的計數器、和產生前次計數值和當前計數值之差的差值信號產生器，來計算FIFO緩沖器的讀地址。于是，獲得了一種高級CDMA移動通信設備，它結構簡單并能夠組合延遲路徑而不引入相移。
具體地講，按照本發明的第一方面，一種CDMA移動通信設備包括發送部，包括發送數據準備部；用于檢測和校正差錯的編碼部；用于首次擴展操作的長周期串碼(長碼，long code)產生器；通過異或操作來處理長碼和編碼部輸出的長碼調制器；短碼擴展器，它將長碼調制器的輸出分離成同相分量和正交分量并利用短周期串碼(短碼，short code)通過第二次擴展來處理各分量；將短碼擴展器的輸出頻率轉換到射頻范圍的頻率轉換部；用于放大頻率轉換后的信號的放大器；天線；以及，接收部，包括無線接收部，用于將經天線接收的信號轉換成基帶范圍的信號；RAKE接收部，它分離每個傳輸路徑的無線接收部的輸出并利用短碼通過解擴操作對每個同相分量和每個正交分量解擴所分離的輸出；符號組合部，它組合RAKE接收部的輸出；緩沖器，它抽取發送部長碼產生器的輸出并存儲所抽取的長碼；緩沖器控制部，它控制緩沖器的讀地址和寫地址；長碼解調器，它通過異或操作對緩沖器輸出的長碼(接收長碼)和符號組合部輸出的接收信號(接收符號)進行處理；基準時鐘信號產生器，用于產生按照接收符號周期運行的時鐘信號；差錯檢測和校正部；它通過檢測和校正長碼解調器輸出符號中的差錯來再現接收數據；以及解調數據處理部，它將再現數據分解成音頻信號和控制信號。該CDMA移動通信設備能夠按照CDMA方案對音頻和控制數據進行數據傳輸，而不使用接收長碼產生器，并且能夠緊湊化。
此外，按照本發明的第二方面，在發送部的發送定時滯后以前，緩沖器預先存儲數值上最小對應于最大延遲量的接收長碼。該設備即使在發送定時變得滯后的情況下也能夠提供接收長碼。
此外，按照本發明的第三方面，一種CDMA移動通信設備包括在用于發送的首次擴展操作中使用的長周期串碼(long code)產生器；抽取部，用于抽取長碼產生器的輸出；先進先出(FIFO)緩沖器，用于存儲抽取部的輸出(接收長碼)；基準時鐘信號產生器，用于產生按照解擴的接收信號(接收符號)的周期運行的時鐘(基準時鐘)信號；第一計數器，它按照抽取部的輸出定時(或轉儲時鐘定時)遞增計數；第二計數器，它按照基準時鐘周期遞增計數；以及長碼操作部，它處理FIFO緩沖器的輸出和解擴后的接收信號。該CDMA移動通信設備能夠按照CDMA方案對音頻和控制數據進行數據傳輸，而不使用接收長碼產生器，并且能夠緊湊化。
按照本發明的第四方面，第一計數器和第二計數器的模值等于FIFO緩沖器能夠存儲的最大長碼數，并且，在每個輸出定時(轉儲時鐘定時)將第一計數器的輸出用作FIFO緩沖器寫地址，在每個基準時鐘信號將第二計數器的輸出用作FIFO緩沖器讀地址。該設備能夠按照CDMA方案進行數據傳輸，而不使用接收長碼產生器，結構簡單并且能夠緊湊化。
按照本發明的第五方面，一種CDMA移動通信設備包括在用于發送的首次擴展操作中使用的長周期串碼(長碼)產生器；基準時鐘信號產生器，用于產生按照解擴的接收信號(接收符號)的周期運行的時鐘(基準時鐘)信號；抽取部，用于抽取長碼產生器的輸出；移位寄存器，它存儲長碼(接收長碼)，同時在抽取部產生輸出的每個定時(轉儲時鐘定時)來移位長碼；計數器，它按照每次轉儲時鐘定時遞增計數并按照基準時鐘周期來復位；累計器，它累計計數值、輸出累計值以及在輸出累計值之后遞減；以及長碼操作部，它從累計器輸出值所對應的位置讀取移位寄存器的接收長碼，并通過異或操作處理接收長碼和解擴后的接收信號。該CDMA移動通信設備能夠按照CDMA方案對音頻和控制數據進行數據傳輸，而不使用接收長碼產生器，并且能夠緊湊化。
按照本發明的第六方面，一種CDMA移動通信設備包括無線接收部，用于將經天線接收的信號轉換成基帶范圍的信號；RAKE接收部，它分離每個傳輸路徑的無線接收部的輸出并利用短碼通過解擴操作對每個同相分量和每個正交分量解擴所分離的輸出；多個緩沖器，它們存儲各個路徑的RAKE接收部的輸出；符號組合部，它組合各緩沖器的輸出；緩沖器控制部，它根據從RAKE接收部接收的每個路徑信號定時的信息來計算每個緩沖器的寫地址和讀地址，來防止在組合符號時在各緩沖器輸出之間的相移；長周期串碼(長碼)產生器；抽取部，用于抽取長碼產生器的輸出；長碼解調器，它通過異或操作對抽取部的輸出(接收長碼)和符號組合部的輸出(接收符號)進行處理；差錯檢測和校正部，它通過檢測和校正長碼解調器輸出符號中的差錯來再現接收數據；以及解調數據處理部，它將再現數據分解成音頻信號和控制信號。該設備能夠組合每個路徑的RAKE接收輸出信號而不引入相移。
此外，按照本發明的第七方面，多個緩沖器包括多個先進先出緩沖器，它們存儲每個路徑的RAKE接收部的輸出(接收符號)；并且，緩沖器控制部包括多個第一計數器，它們按照RAKE接收部的每個路徑的每個輸出定時(轉儲時鐘定時)遞增計數，并且它們的最大值等于將在每個FIFO緩沖器中存儲的接收符號的最大數目；基準時鐘信號產生器，用于產生按照接收符號周期運行的時鐘(基準時鐘)信號；第二計數器，它的計數值用作每個FIFO緩沖器的相對地址，并且它的最大值等于每個FIFO緩沖器中所存儲符號的最大數目；以及FIFO緩沖器控制部，它通過參照作為各FIFO緩沖器寫地址的多個第一計數器輸出值，按照每個基準時鐘信號將所接收的符號存儲在各個FIFO緩沖器中，并將第二計數器的同一計數值用作各FIFO緩沖器的所有相對讀地址。這樣可以簡化用于符號組合操作的結構，其中能夠組合每個路徑的RAKE接收機輸出信號而不引入相移。
按照本發明的第八方面，FIFO緩沖器控制部包括切換器，用于選擇最快路徑(信號到達速度最快的接收路徑)所對應的計數值(最快計數值)；延遲器，它將最快計數值延遲一個基準時鐘信號周期；差值信號產生器，它產生與切換器輸出和延遲器輸出之間差值有關的信號；FIFO緩沖器輸出符號數計算部，它根據差值信號產生器的輸出計算每個FIFO緩沖器輸出的符號數；以及FIFO緩沖器讀地址計算部，用于在對每個FIFO緩沖器進行了讀取操作之后遞增在計算FIFO緩沖器讀地址時參考的第二計數器計數值。這樣可以簡化用于符號組合操作的結構，其中能夠組合每個路徑的RAKE接收機輸出信號而不引入相移。
上述本發明能夠應用于CDMA移動通信基站或CDMA接收方法。因此，這些設備的工作方式與上述方式相同。
下面將參照本發明的附圖對本發明的優選實施例進行說明，附圖中
圖1是表示本發明第一實施例的CDMA移動通信設備結構的方框圖；圖2是表示第一接收長碼產生部結構的方框圖，該第一接收長碼產生部是本發明第二實施例的接收長碼產生部的一個具體實現；圖3是表示第二接收長碼產生部結構的方框圖，該第二接收長碼產生部是本發明第三實施例的接收長碼產生部的一個具體實現；圖4是表示本發明第四實施例的CDMA移動通信設備結構的方框圖；圖5是表示本發明第四實施例的最大比率組合定時控制部結構的方框圖；圖6是表示現有北美CDMA移動通信設備結構的方框圖；以及圖7示出現有北美CDMA移動通信設備中采用的長碼產生器的結構。
現在參照圖1至圖5說明本發明的各實施例。
第一實施例圖1是表示CDMA移動通信設備的方框圖。在圖1中，CDMA移動通信設備大致由發送部A和接收部B構成。發送部A包括發送數據產生部1，它準備諸如音頻和控制的發送數據；CRC編碼部，它執行用于檢測和校正差錯的編碼操作；差錯檢測和差錯校正編碼部2，包含卷積編碼器和交織部；移位寄存器，用于產生發送長碼；長碼產生器3，包含XOR電路和用于掩蔽的AND(與)電路；利用長碼調制編碼數據的長碼調制器4，它包括XOR電路；包括一擴展碼產生器的同相分量直接序列部5，它將長碼調制數據分割成同相分量，并利用擴展碼擴展同相分量；包含擴展(XOR)處理部的正交分量直接序列部6，它將長碼調制數據分割成正交分量，并利用擴展碼擴展正交分量；以及，無線發送部7，它包括變頻器、放大器、濾波器、本地振蕩器以及天線，它以射頻帶信號的形式發送擴展的同相信號和擴展的正交信號。
接收部B包括無線接收部8，它包含天線、本地振蕩器、濾波器、放大器和變頻器，它將接收的射頻帶信號轉換到基帶范圍；RAKE接收部9，它包含每一路徑的同相分量擴展碼產生器、正交分量擴展碼產生器、解擴(XOR)處理部、以及組合部，它將每個路徑的基帶范圍的接收信號解擴為同相分量和正交分量，通過組合每一路徑的所解擴的同相和正交信號來產生一接收符號；包含加法器的符號組合部10，它組合經各路徑接收的符號；抽取部11，它包括一開關，為了從由發送部A產生的長碼中提取接收長碼，該開關按照從發送長碼中抽取的接收長碼的時鐘周期接通或關斷；FIFO緩沖器控制部，它調整在接收符號和接收長碼之間的定時差，并控制用于存儲接收長碼及FIFO緩沖器讀和寫地址的FIFO緩沖器；接收長碼產生部12，它包括基準時鐘信號產生部，后者用于利用接收符號和接收長碼解調長碼來產生用作定時標準的基準時鐘信號；包括XOR處理部的接收長碼解調部13，它按照基準時鐘信號的周期將接收信號解調為長碼；差錯檢測和校正解碼部14，它包括逆交織部、Viterbi(維特比)解碼器和CRC解碼器，它通過檢測和校正接收符號中的差錯來再現接收數據；以及，解調數據處理部15，它包括頭標檢測部和幀分解部，它將解調數據分解成音頻和控制信號。
在具有上述結構的CDMA移動通信設備中，在每個輸出定時(轉儲時鐘定時，dump clock timing)在FIFO緩沖器中存儲接收長碼。從各FIFO緩沖器讀出接收符號和接收長碼并在每個基準時鐘信號組合這兩者，來解調長碼。在每次執行讀寫操作時更新讀和寫地址。此外，在延遲發送定時之前，預先存儲數值上最小對應于最大延遲量的接收長碼。
通過單獨的發送基準時鐘信號和接收基準時鐘信號，可以以不同的定時來進行發送操作和接收操作。而且，即使發送定時滯后，由于接收長碼已經存儲在FIFO緩沖器中，所以仍能夠進行長碼的解調操作。因此，本發明的第一實施例不需要接收長碼產生器，從而使CDMA移動通信設備緊湊并降低電流消耗。
第二實施例圖2是表示第一接收長碼產生部結構的方框圖，第一長碼產生器是圖1中所示接收長碼產生部12的一個具體實現。在圖2中，第一接收長碼產生部包括第一計數器16，它計算FIFO緩沖器的寫地址并具有待作為模值存儲在FIFO緩沖器中的長碼最大值；第二計數器17，它計算FIFO緩沖器的讀地址并具有作為模值存儲在FIFO緩沖器中的長碼最大值；基準時鐘信號產生部12c，它產生要輸入給第二計數器17的基準時鐘信號；以及，FIFO緩沖器18，用于存儲所接收的長碼。而且，圖2還示出與第一接收長碼產生部有關的接收長碼解調部13，它通過對接收符號和接收長碼執行XOR操作來解調長碼。
在具有前述結構的接收長碼產生部中，第一計數器在每次轉儲時鐘信號輸入時遞增計數，參照作為相對寫地址的此計數器值，將接收長碼寫入FIFO緩沖器。第二計數器在每次基準時鐘信號輸入時遞增計數，參照作為相對讀地址的該計數器值，從FIFO緩沖器中讀出所接收的長碼。所實現的接收長碼產生部包括8個雙向緩沖器、1個8位寄存器、2個3位計數器、以及用于解碼的2個3位多路轉換器。
在北美CDMA方案中，發送延時是接收符號周期的8倍。發送定時符合最快接收路徑的定時。在北美CDMA方案中，在最快路徑和最慢路徑之間要補償的滯后差為接收符號周期的3倍或更多。因此，為了補償最慢接收路徑的滯后，組合沿這些路徑上接收的符號要滯后于發送定時幾個符號。因此，即使考慮到轉儲時鐘信號不與基準時鐘信號同步，FIFO緩沖器也有足夠的相應于最大發送延時的8個符號周期的存儲容量。發送和接收地址解碼器分別為3位。
長碼產生器需要42個觸發器、對所有觸發器設置的XOR電路、以及用于移位寄存器反饋操作(即，除法操作)的7個XOR電路(參見以下將要說明的圖7和表1)。長碼產生器的時鐘頻率為1.228MHz，圖2中接收長碼部所使用的基準時鐘信號和轉儲時鐘信號的時鐘頻率為19.2KHz。因此，按照第二實施例，可以使CDMA移動通信設備緊湊并降低電流消耗。
第三實施例圖3表示第二接收長碼產生部的結構，該第二長碼產生部是圖1中所示接收長碼產生部12的一個具體實現。在圖3中，第二接收長碼產生部包括移位寄存器19，它存儲所抽取的接收長碼并根據轉儲時鐘信號對它們進行移位；基準時鐘信號產生器12c，用于產生基準時鐘信號；計數器20，它通過轉儲時鐘信號遞增計數，并通過基準時鐘信號復位；累計器(integrator)21，它累計計數器20的輸出，按照基準時鐘信號輸出累計結果值，在輸出累計值之后遞減累計值；多路轉換器22，它根據累計器的輸出所對應的位置，選擇移位寄存器的接收長碼。圖3還示出與第二接收長碼產生部有關的接收長碼解調部13，它通過執行XOR操作對接收符號和接收長碼進行處理來解調長碼。
在具有前述結構的接收長碼產生部中，移位寄存器19在每次轉儲時鐘信號輸入時存儲所接收的長碼。而且，計數器20按照每個基準時鐘周期對轉儲時鐘信號進行計數，計數器20的計數值由累計器21累計。各長碼順序存儲在移位寄存器19中。由于基準時鐘信號不與轉儲時鐘信號同步，所以在每個基準時鐘周期讀取位置不一定遞增，有些時候可能跳過讀取位置。為了防止這種現象，在從移位寄存器19讀出長碼時，根據計數器的輸出來計算讀取位置。在讀取長碼后，遞減累計值，并將要在下次讀取的所接收長碼的當前位置作為讀取位置。接收長碼解調部13通過執行XOR操作對接收符號和解擴后的接收長碼進行處理來解調按照基準時鐘周期讀出的長碼。
所實現的接收長碼產生部包括8個觸發器(移位寄存器)、1個3位計數器、1個3位加法器(累計器)，1個用于在-1和計數器輸出之間變換的切換器、以及作為地址解碼器的1個3位多路轉換器(參見下面將要描述的表1)。轉儲時鐘信號和基準時鐘信號的頻率為19.2KHz。因此，與采用長碼產生器的CDMA移動通信設備相比較，本發明的CDMA移動通信設備能夠緊湊化并能夠降低電流消耗。
表1示出在第二和第三實施例中說明的接收長碼產生部的配置和在采用長碼產生器的現有的CDMA移動通信設備和本發明的CDMA移動通信設備之間的比較結果。至于所要采用的用于計算邏輯門數的器件，可以采用CMOS標準單元的MN7C000系列(由松下電氣產業株式會社生產)。
表1
從表1中可以明顯看出，本發明第二和第三實施例采用接收長碼產生部的結果，使CDMA移動通信設備的尺寸減小到它原有尺寸的三分之一。
第四實施例圖4表示本發明第四實施例的CDMA移動通信設備的接收部結構的方框圖。在圖4中，接收部包括無線部8；RAKE接收部9；用于存儲每個路徑的RAKE輸出(接收符號)的緩沖器(FIFO)；最大比率組合定時控制部24，它控制FIFO緩沖器23的讀和寫地址，并包括基準時鐘信號產生部和FIFO緩沖器控制部；包括加法器的符號組合部10，它組合FIFO緩沖器輸出的接收符號；包括XOR處理部的接收長碼解調部13，它按照基準時鐘信號的周期將接收信號解調為長碼；差錯檢測和校正解碼部14，它包括逆交織部、Viterbi解碼器和CRC解碼器，它通過檢測和校正接收符號中的差錯來再現接收數據；以及，解調數據處理部15，它包括頭標檢測部和幀分解部，它將解調數據分解成音頻和控制信號。
下面將參照圖5，對本發明第四實施例的CDMA移動通信設備中接收部的FIFO緩沖器控制進行說明。圖5是表示最大比率組合定時控制部結構的方框圖，它包括FIFO緩沖器控制部和基準時鐘信號產生部。在圖5中還示出了與FIFO緩沖器控制部有關的FIFO緩沖器23a至23c。
在圖5中，最大比率組合定時控制部包括FIFO緩沖器控制部24a和基準時鐘信號產生部12c。FIFO緩沖器控制部24a包括計數器25a至25c(多個第一計數器)，用于對每個路徑的相關RAKE接收部的輸出定時(或轉儲時鐘定時)進行計數；鎖存器26，用于按照基準時鐘信號鎖存計數器的輸出；切換器27，它根據從相關RAKE接收部接收的最快路徑的信息，從鎖存器26的輸出中選擇在最快路徑上接收的符號；包括觸發器的延遲器28，它將最快路徑的計數值延遲一個基準符號周期；包括減法器的差值信號產生器29，它產生在最快路徑當前計數值和被延遲了一個基準時鐘信號的計數值之間差值；包括累計器的FIFO緩沖器輸出符號數計算部30，它利用上述差值計算從FIFO緩沖器輸出到相關符號組合部的符號數；以及，包括計數器(第二計數器)的FIFO緩沖器讀地址計算部31，它根據FIFO緩沖器輸出的符號數計算FIFO緩沖器23a至23c的讀地址。
在具有前述結構的最大比率組合定時控制部中，用于對轉儲時鐘信號進行計數的(第一)計數器25具有等于要存儲在FIFO緩沖器中的最大符號數(NF)的模值。在本例中，NF等于8。例如，如果在路徑間的最大延遲差值為3個符號，則在最快路徑和最慢路徑之間的計數值差為3(最快路徑＞最慢路徑)。將所接收的符號寫入此計數值對應的FIFO緩沖器的相對寫地址上。
基準時鐘信號不與轉儲時鐘信號同步，所以在寫操作時計數值會穩步遞增。然而，在某些情況下，會跳過遞增操作。在許多情況下，這種跳躍是由路徑切換時轉儲時鐘信號周期的變化而引起的。此時，還會跳過接收符號，并存儲下一個符號。由于解擴周期的變化，使得在轉儲時鐘信號周期變化時接收的符號數據很少可靠。因此，跳過接收符號數據不會帶來任何問題。
下面將說明FIFO緩沖器讀地址的計算。在最快路徑和最慢路徑之間的計數值差對應于幾個符號(在本實施例中是3個符號)。根據至少具有最快路徑計數值與可允許最大延遲符號數(Ns)的對應差值的值(Nr)，計算讀地址。例如，最快路徑的計數值對應于5，則Ns為3，Nr為2。利用延遲器28、差值信號產生器29和FIFO緩沖器輸出符號數計算部30計算Nr。雖然差值信號產生器29的輸出值恒為1，但在切換路徑時可以假定該輸出值為另一值。
例如，假定差值信號產生器29的輸出值為2，則在基準時鐘信號的周期內將轉儲時鐘信號轉儲入對應于兩個時鐘分量的數目中。在此情況下，從FIFO緩沖器輸出的符號數假定為2。其原因是，如果在FIFO緩沖器中存儲的符號數與從FIFO緩沖器讀出的符號數不匹配，則FIFO緩沖器會上溢。FIFO緩沖器輸出符號數計算部30累計差值信號產生器29的輸出值(因為要存儲在FIFO緩沖器的數據項數是有限的)。如果累計結果值超過閾值(即，路徑最大可允許延時所對應的符號數)，則僅將超過的部分作為輸出數目。在輸出之后，遞減累計值。
有了這樣的結構，在初始狀態，將經最快路徑接收的符號存儲在FIFO緩沖器中，并在閾值出現以及經最慢路徑接收的符號到達通信設備時才輸出。因此，在所有符號均存儲在FIFO緩沖器中之后，才能夠讀取符號。在穩定狀態，由于經最快路徑和最慢路徑接收的符號都按照每個轉儲時鐘信號存儲在FIFO緩沖器中，所以按照與上述相近的方式，能夠從FIFO緩沖器中讀出它們。
FIFO緩沖器讀地址計算部31按照FIFO緩沖器輸出符號數計算部30的輸出來控制計數器(即，第二計數器)。按照該計數器計數值所對應的相對讀地址，從FIFO緩沖器23a至23c中讀取接收符號。在每次讀取符號時，該(第二)計數器遞增計數(在本實施例中采用的第二計數器按模值8來復位，所以在各路徑之間共享相對讀地址所對應的相同計數值)。
如上所述，即使在延遲差值在幾個符號范圍的情況下，經各路徑接收的符號也能夠組合，而不會引入相移。
雖然上述說明主要針對的是CDMA移動通信設備的例子，但毋庸置疑的是本發明可以應用于基站的接收機。
如上所述，按照本發明，利用用于抽取發送部長碼產生器的輸出并存儲所抽取長碼的緩沖器、用于控制緩沖器讀和寫地址的緩沖器控制部、用于產生按照接收符號周期來運行的時鐘信號的基準時鐘信號產生器，根據按照基站時鐘信號周期從緩沖器輸出的長碼(接收長碼)和通過組合RAKE接收部輸出的接收信號而形成的信號(接收符號)，執行長碼解調操作。因此，無需為接收部提供長碼產生器，從而使移動通信設備能夠緊湊并降低電流消耗。
接收長碼的輸入和輸出可以通過簡單的結構來控制，即，利用用于存儲接收長碼的先進先出(FIFO)緩沖器、具有FIFO緩沖器容量所對應的周期并對抽取部的輸出定時(或轉儲時鐘信號)進行計數的第一計數器、以及具有FIFO緩沖器容量所對應的周期并按照基準時鐘信號周期遞增計數的第二計數器，在每次轉儲時鐘信號到來時，在第一計數器計數值所對應的相對地址位置上存儲接收長碼，并且，按照基準時鐘信號周期，從第二計數器計數值所對應的FIFO緩沖器的相對地址位置上讀出接收長碼。
類似地，接收長碼的輸入和輸出可以通過簡單的結構來控制，即，利用用于存儲接收長碼并且同時按照每次抽取部的輸出定時對長碼移位的移位寄存器、按照每次轉儲時鐘定時遞增計數并由基準時鐘信號來復位的計數器、累計計數值和按照每個基準時鐘信號輸出累計值以及在輸出累計值之后遞減的累計器，從累計器輸出值所對應的移位寄存器位置讀取接收長碼。
通過用于存儲每個路徑的RAKE接收部輸出(接收符號)的先進先出(FIFO)緩沖器、具有等于將在FIFO緩沖器中存儲的最大符號數的最大值并且對RAKE接收部的每個路徑在每個輸出定時(或轉儲時鐘定時)遞增計數的第一計數器、用于輸出按照接收符號周期運行的時鐘(基準時鐘)信號的基準時鐘信號產生部、具有等于將在FIFO緩沖器中存儲的最大符號數的最大值并且其計數值用作FIFO緩沖器相對讀地址的第二計數器、以及用于根據作為寫地址的第一計數器輸出值和作為每個FIFO緩沖器讀地址的第二計數器輸出值(各路徑之間共享的相同計數值)在每個基準時鐘信號到來時存儲接收符號的緩沖器控制部，能夠組合沿具有幾個符號范圍的延遲差值的各路徑所接收的符號，而不引入相移。
權利要求
1．一種CDMA移動通信設備，包括發送部，包括發送數據準備部，用于檢測和校正差錯的編碼部，用于首次擴展操作的長周期串碼(長碼)產生器，通過異或操作處理長碼和編碼部輸出的長碼調制器，短碼擴展器，它將長碼調制器的輸出分離成同相分量和正交分量，并利用短周期串碼(短碼)通過第二次擴展來處理各分量，將短碼擴展器的輸出頻率轉換到射頻范圍的頻率轉換部，用于放大頻率轉換后的信號的放大器，以及天線；以及接收部，包括無線接收部，用于將經天線接收的信號轉換成基帶范圍的信號，RAKE(瑞克)接收部，它分離每個傳輸路徑的無線接收部的輸出，并利用短碼通過解擴操作對每個同相分量和每個正交分量解擴所分離的輸出，符號組合部，它組合RAKE接收部的輸出，緩沖器，它抽取發送部的長碼產生器的輸出并存儲所抽取的長碼，緩沖器控制部，它控制緩沖器的讀地址和寫地址，長碼解調器，它通過異或操作對緩沖器輸出的長碼(接收長碼)和符號組合部輸出的接收信號(接收符號)進行處理，基準時鐘信號產生器，用于產生按照接收符號周期運行的時鐘信號，差錯檢測和校正部，它通過檢測和校正長碼解調器的輸出符號中的差錯來再現接收數據，以及解調數據處理部，它將再現數據分解成音頻信號和控制信號。
2．如權利要求1所述的CDMA移動通信設備，其中，在發送部的發送定時滯后以前，緩沖器預先存儲數值上最小對應于最大延遲量的接收長碼。
3．一種CDMA移動通信設備，包括在用于發送的首次擴展操作中使用的長周期串碼(長碼)產生器；抽取部，用于抽取長碼產生器的輸出；先進先出(FIFO)緩沖器，用于存儲抽取部的輸出(接收長碼)；基準時鐘信號產生器，用于產生按照解擴的接收信號(接收符號)周期運行的時鐘(基準時鐘)信號；第一計數器，它按照抽取部的輸出定時(或轉儲時鐘定時)遞增計數；第二計數器，它按照基準時鐘周期遞增計數；以及長碼操作部，它處理FIFO緩沖器的輸出和解擴后的接收信號。
4．如權利要求3所述的CDMA移動通信設備，其中，第一計數器和第二計數器的模值等于FIFO緩沖器能夠存儲的最大長碼數，并且，在每個輸出定時(轉儲時鐘定時)將第一計數器的輸出用作FIFO緩沖器的寫地址，在每個基準時鐘信號將第二計數器的輸出用作FIFO緩沖器的讀地址。
5．一種CDMA移動通信設備，包括在用于發送的首次擴展操作中使用的長周期串碼(長碼)產生器；基準時鐘信號產生器，用于產生按照解擴的接收信號(接收符號)周期運行的時鐘(基準時鐘)信號；抽取部，用于抽取長碼產生器的輸出；移位寄存器，它存儲長碼(接收長碼)，同時在抽取部產生輸出的每個定時(轉儲時鐘定時)移位長碼；計數器，它在每個轉儲時鐘定時遞增計數，并按照基準時鐘周期來復位；累計器，它累計計數值、輸出累計值以及在輸出累計值之后遞減；以及長碼操作部，它從累計器輸出值所對應位置讀出移位寄存器的接收長碼，并通過異或操作處理接收長碼和解擴后的接收信號。
6．一種CDMA移動通信設備，包括無線接收部，用于將經天線接收的信號轉換成基帶范圍的信號；RAKE接收部，它分離每個傳輸路徑的無線接收部的輸出，并利用短碼通過解擴操作對每個同相分量和每個正交分量解擴所分離的輸出；多個緩沖器，它們存儲各個路徑的RAKE接收部的輸出；符號組合部，它組合各緩沖器的輸出；緩沖器控制部，它根據從RAKE接收部接收的關于每個路徑信號定時的信息來計算每個緩沖器的寫地址和讀地址，以防止在組合符號時在各緩沖器輸出之間的相移；長周期串碼(長碼)產生器；抽取部，用于抽取長碼產生器的輸出；長碼解調器，它通過異或操作對抽取部的輸出(接收長碼)和符號組合部的輸出(接收符號)進行處理；差錯檢測和校正部，它通過檢測和校正長碼解調器輸出符號中的差錯來再現接收數據；以及解調數據處理部，它將再現數據分解成音頻信號和控制信號。
7．如權利要求6所述的CDMA移動通信設備，其中，所述多個緩沖器包括多個先進先出(FIFO)緩沖器，它們存儲各個路徑的RAKE接收部的輸出(接收符號)；并且，緩沖器控制部包括多個第一計數器，它們在RAKE接收部的每個路徑的每個輸出定時(轉儲時鐘定時)遞增計數，并且它們的最大值等于將在每個FIFO緩沖器中存儲的接收符號的最大數目；基準時鐘信號產生器，用于產生按照接收符號周期運行的時鐘(基準時鐘)信號；第二計數器，它的計數值用作每個FIFO緩沖器的相對地址，并且它的最大值等于將在每個FIFO緩沖器中存儲的符號的最大數目；以及FIFO緩沖器控制部，它通過參照作為寫地址的多個第一計數器輸出值，按照每個基準時鐘信號將所接收的符號存儲在各個FIFO緩沖器中，并將第二計數器的同一計數值用作各FIFO緩沖器的所有相對讀地址。
8．如權利要求6所述的CDMA移動通信設備，其中，FIFO緩沖器控制部包括切換器，用于選擇最快路徑(信號到達速度最快的接收路徑)所對應的計數值(最快計數值)；延遲器，它將最快計數值延遲一個基準時鐘信號周期；差值信號產生器，它產生與切換器輸出和延遲器輸出之間差值有關的信號；FIFO緩沖器輸出符號數計算部，它根據差值信號產生器的輸出計算每個FIFO緩沖器輸出的符號數；以及FIFO緩沖器讀地址計算部，用于在對每個FIFO緩沖器進行了讀取操作之后遞增在計算FIFO緩沖器讀地址時參考的第二計數器計數值。
9．一種CDMA移動通信基站，包括發送部，包括發送數據準備部，用于檢測和校正差錯的編碼部，用于首次擴展操作的長碼產生器，通過異或操作處理長碼和編碼部輸出的長碼調制器，短碼擴展器，它將長碼調制器的輸出分離成同相分量和正交分量，并利用短碼通過第二次擴展來處理各分量，將短碼擴展器的輸出頻率轉換到射頻范圍的頻率轉換部，用于放大頻率轉換后的信號的放大器，以及天線；以及接收部，包括無線接收部，用于將經天線接收的信號轉換成基帶范圍的信號，RAKE接收部，它分離每個傳輸路徑的無線接收部的輸出，并利用短碼通過解擴操作對每個同相分量和每個正交分量解擴所分離的輸出，符號組合部，它組合RAKE接收部的輸出，緩沖器，它抽取發送部長碼產生器的輸出并存儲所抽取的長碼，緩沖器控制部，它控制緩沖器的讀地址和寫地址，長碼解調器，它通過異或操作對緩沖器輸出的長碼(接收長碼)和符號組合部輸出的接收信號(接收符號)進行處理，基準時鐘信號產生器，用于產生按照接收符號周期運行的時鐘信號，差錯檢測和校正部，它通過檢測和校正長碼解調器輸出符號中的差錯來再現接收數據，以及解調數據處理部，它將再現數據分解成音頻信號和控制信號。
10．如權利要求9所述的CDMA移動通信基站，其中，在發送部的發送定時滯后以前，緩沖器預先存儲數值上最小對應于最大延遲量的接收長碼。
11．一種CDMA移動通信基站，包括在用于發送的首次擴展操作中使用的長碼產生器；抽取部，用于抽取長碼產生器的輸出；先進先出(FIFO)緩沖器，用于存儲抽取部的輸出(接收長碼)；基準時鐘信號產生器，用于產生按照解擴的接收信號(接收符號)周期運行的時鐘(基準時鐘)信號；第一計數器，它按照抽取部的輸出定時遞增計數；第二計數器，它按照基準時鐘周期遞增計數；以及長碼操作部，它處理FIFO緩沖器的輸出和解擴后的接收信號。
12．如權利要求11所述的CDMA移動通信基站，其中，第一計數器和第二計數器的模值等于FIFO緩沖器能夠存儲的最大長碼數，并且，在每個輸出定時將第一計數器的輸出用作FIFO緩沖器寫地址，在每個基準時鐘信號將第二計數器的輸出用作FIFO緩沖器讀地址。
13．一種CDMA移動通信基站，包括在用于發送的首次擴展操作中使用的長碼產生器；基準時鐘信號產生器，用于產生按照解擴的接收信號(接收符號)周期運行的時鐘(基準時鐘)信號；抽取部，用于抽取長碼產生器的輸出；移位寄存器，它存儲長碼(接收長碼)，同時在抽取部產生輸出的每個定時移位長碼；計數器，它按照每個轉儲時鐘定時遞增計數，并按照基準時鐘周期來復位；累計器，它累計計數值、輸出累計值以及在輸出累計值之后遞減；以及長碼操作部，它從累計器輸出值所對應的位置讀取移位寄存器的接收長碼，并通過異或操作來處理接收長碼和解擴后的接收信號。
14．一種CDMA移動通信基站，包括無線接收部，用于將經天線接收的信號轉換成基帶范圍的信號；RAKE接收部，它分離每個傳輸路徑的無線接收部的輸出，并利用短碼通過解擴操作對每個同相分量和每個正交分量解擴所分離的輸出；多個緩沖器，它們存儲各個路徑的RAKE接收部的輸出；符號組合部，它組合各緩沖器的輸出；緩沖器控制部，它根據從RAKE接收部接收的各路徑信號定時的信息來計算每個緩沖器的寫地址和讀地址，以防止在組合符號時在各緩沖器輸出之間的相移；長碼產生器；抽取部，用于抽取長碼產生器的輸出；長碼解調器，它通過異或操作對抽取部的輸出(接收長碼)和符號組合部的輸出(接收符號)進行處理；差錯檢測和校正部，它通過檢測和校正長碼解調器的輸出符號中的差錯來再現接收數據；以及解調數據處理部，它將再現數據分解成音頻信號和控制信號。
15．如權利要求14所述的CDMA移動通信基站，其中，所述多個緩沖器包括多個先進先出緩沖器，它們存儲每個路徑的RAKE接收部的輸出(接收符號)；并且，緩沖器控制部包括多個第一計數器，它們按照RAKE接收部的每個路徑的每個輸出定時遞增計數，并且它們的最大值等于將在每個FIFO緩沖器中存儲的接收符號的最大數目；基準時鐘信號產生器，用于產生按照接收符號周期運行的時鐘(基準時鐘)信號；第二計數器，它的計數值用作每個FIFO緩沖器的相對地址，并且它的最大值等于將在每個FIFO緩沖器中存儲的符號的最大數目；以及FIFO緩沖器控制部，它通過參照作為各FIFO緩沖器寫地址的多個第一計數器輸出值，按照每個基準時鐘信號將所接收的符號存儲在各個FIFO緩沖器中，并將第二計數器的同一計數值用作各FIFO緩沖器的所有相對讀地址。
16．如權利要求14所述的CDMA移動通信基站，其中，FIFO緩沖器控制部包括切換器，用于選擇最快路徑(信號到達速度最快的接收路徑)所對應的計數值(最快計數值)；延遲器，它將最快計數值延遲一個基準時鐘信號周期；差值信號產生器，它產生與切換器輸出和延遲器輸出之間差值有關的信號；FIFO緩沖器輸出符號數計算部，它根據差值信號產生器的輸出計算每個FIFO緩沖器輸出的符號數；以及FIFO緩沖器讀地址計算部，用于在對每個FIFO緩沖器進行了讀取操作之后遞增在計算FIFO緩沖器讀地址時參考的第二計數器計數值。
17．一種CDMA接收方法，包括下列步驟抽取來自發送長碼產生器的輸出，并將所抽取的長碼存儲為接收長碼；以及通過異或操作，對按照基準時鐘信號周期存儲的接收長碼和組合經各路徑接收的RAKE信號所形成的信號(接收符號)進行處理，來解調長碼。
全文摘要
在CDMA移動通信設備中,將長碼產生器從接收部中除去,方法是:通過計算FIFO緩沖器12a的寫地址按照抽取部輸出定時存儲接收長碼;按照基準時鐘信號產生部12c輸出的基準時鐘信號周期計算FIFO緩沖器的讀地址;利用讀取接收長碼的FIFO緩沖器控制部12b來控制接收長碼;以及,符號組合部10按照基準時鐘信號周期組合經各路徑接收的符號和RAKE接收部的輸出,并且利用接收長碼解調所組合的符號。
文檔編號H04B7/26GK1220528SQ9812533
公開日1999年6月23日 申請日期1998年12月14日 優先權日1997年12月15日
發明者本田尚一郎 申請人:松下電器產業株式會社