專利名稱：使用擴展代碼組的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及無線通訊系統(tǒng)，尤其涉及一個使用擴展代碼組來編碼信息的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。
無線通訊信道很少按照單純的“視距(line-of-site)”方式來建模。因此，由于位于發(fā)射站和接收站周圍以及在發(fā)射站和接收站之間的許多目標之間的信號散射和反射，你必須考慮許多獨立的路徑。信號的散射和反射產(chǎn)生到達接收站的發(fā)射信號的許多不同的“復制”(“多路徑信號”)，這些信號具有不同量的延遲、相移和衰減。因此，接收信號由許多信號的總和組成，每個在分開的路徑上傳送。因為這些路徑長度是不相等的，無線鏈路上傳播的信息在發(fā)射站和接收站之間傳送時在延遲上有擴散。具有大于一定電平的信號強度的最早接收的發(fā)射信號的復制和最后到達的復制之間的時間擴散量常常被稱為延遲擴散。延遲擴散會引起符號間干擾(ISI)。除了延遲擴散以外，由于多路徑信號被構(gòu)造地和破壞性地加到接收天線，相同的多路徑環(huán)境引起接收信號強度急劇的局部變化。多路徑分量是在幾乎相同延遲下到達接收機的多路徑信號的組合。這些多路徑分量的幅度變化一般稱為瑞利(Rayleigh)衰落，它會引起大塊信息的丟失。
數(shù)字調(diào)制技術(shù)通過提供較大的抗擾度和強度可以用于改進無線通訊鏈路。在某些系統(tǒng)中，經(jīng)過無線通訊鏈路發(fā)射的數(shù)據(jù)可以被作為符號的時序表示或編碼，這里每個符號具有M個有限狀態(tài)，并且每個符號表示信息的n位。數(shù)字調(diào)制涉及根據(jù)作用于調(diào)制器的信息數(shù)據(jù)位從M個有限代碼符號中選擇一個特定的代碼符號。對于M進制鍵控方案，信息的log2M位能夠由至少M個片(chip)長度的M個不同代碼或代碼符號表示或編碼。代碼被發(fā)射并且作為發(fā)射代碼的若干延遲復制被接收，接收機將接收代碼的延遲型式與已知代碼相關起來。
自相關旁瓣示出已知代碼和接收代碼的時移復制之間的相關值。例如，對于一個代碼(111-1)，對于一個零移位的自相關是代碼111-1移位碼 111-1相乘111 1相關＝相乘值的和＝4對于1個片的移位，自相關是代碼111-1移位碼 111-1相乘11-1相關＝相乘值的和＝1對于2個片的移位，自相關是代碼111-1移位碼 111-1相乘1-1相關＝相乘值的和＝0對于3個片的移動，自相關是代碼111-1移位碼 111-1相乘-1相關＝相乘值的和＝-1更大的移位給出一個零的自相關值，所以在這個例子中最大的自相關旁瓣具有1的值或幅度。在這個例子中，在接收機中使用-1而不是0。自相關旁瓣給出一個關于多路徑性能的指示。如果自相關旁瓣大，則若干多路徑分量相互間有嚴重的干擾?；ハ嚓P指的是與不同代碼相關的代碼。這樣，如果代碼之間的互相關高，則不同的代碼將相互干擾。
M進制正交鍵控是一種數(shù)字調(diào)制形式，它通過使用相互間不干擾的正交代碼來編碼數(shù)據(jù)提供代碼之間很好的互相關。

圖1示出一個M進制正交鍵控系統(tǒng)10的總方框圖。在這個例子中，輸入數(shù)據(jù)被擾碼器12如當前電氣和電子工程師學會(IEEE)802.11標準中的規(guī)定擾碼。該數(shù)據(jù)隨后提供到串并轉(zhuǎn)換器14，該轉(zhuǎn)換器將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為形成數(shù)據(jù)符號的8個并行位。第一調(diào)制器16接收并行位中三個(3)并且從查詢表產(chǎn)生長度為8個片的代碼，而第二調(diào)制器18接收并行位的三個(3)并且從查詢表產(chǎn)生長度為8的第二個代碼。片實際上是代碼位，但是將它們稱為片是要把它們與數(shù)據(jù)位區(qū)別開。在這個實現(xiàn)中，并行位中的一個提供到第一異或(XOR)門20，如果該位具有1的值則該門反相該代碼。類似地，最后剩余位提供到第二XOR門22，如果該位具有1的值則該門22反相來自第二調(diào)制器18的代碼。在這個實施例中，XOR門20的輸出Iout施加到信號電路21以轉(zhuǎn)換所有的0為-1用于傳輸。在用混頻器24以頻率ω調(diào)制載波之前電路21也可以操作、轉(zhuǎn)換和/或處理Iout。來自XOR 22的輸出Qout施加到信號電路23以轉(zhuǎn)換所有的0為-1用于傳輸。在用混頻器26調(diào)制一個90°移位載波之前電路23可以操作、轉(zhuǎn)換和/或處理Qout。在這個特定實施例中，第一調(diào)制器16相應于輸出信號的同相(I)分量，而第二調(diào)制器18相應于輸出信號的正交(Q)分量。
在該系統(tǒng)中，調(diào)制器12和14實現(xiàn)8進制正交鍵控或編碼，因為每一個接收信息的3位并且從8個正交代碼中選擇一個。由于具有不同極性的I和Q分量，總共存在256種可能的代碼組合，所以整個8位可以編碼到一個正交代碼中。在8進制正交鍵控系統(tǒng)中的代碼組是基于8片長度的八(8)個Walsh(沃爾什)碼。在M進制正交鍵控(MOK)系統(tǒng)中使用8片Walsh碼是有益的，因為8片Walsh碼是正交的，這意味著它們表示零互相關，所以8片Walsh碼趨于容易相互間區(qū)分開。然而，使用8片Walsh碼將圖1系統(tǒng)的編碼增益降低到10以下，而美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)對于工作在2.4GHz的工業(yè)、科學和醫(yī)學(ISM)頻帶的傳輸系統(tǒng)要求至少為10的處理增益。通過每個代碼符號的片數(shù)可以簡單地測量處理增益。為了MOK系統(tǒng)獲得至少為10的處理增益，代碼長度應該至少是10片。然而，如果MOK系統(tǒng)被設計為10個片或者更多的代碼長度，則數(shù)據(jù)率跌落到小于10Mbps.
另一種M進制鍵控方案使用Barker(巴克)碼(如用于IEEE 802.11標準的1和2 Mbit/s)編碼數(shù)據(jù)位。除了用于非正交Barker序列的代碼長度是11以外，其操作類似于先前描述的具有8個代碼長度的MOK系統(tǒng)。通過從長度為11片的8個時移Barker碼中選出一個用于同相和正交分量以及改變極性，可以編碼每個符號的總共8位。然而，現(xiàn)在一個符號包括11個片而不是8個，所以對于相同片速率有效的數(shù)據(jù)率是較低的因子8/11。這意味著具有10個片或更多的代碼長度，你將不能在如長度為8個代碼的情況下獲得10 Mbps或更多的數(shù)據(jù)率。
本發(fā)明涉及一種數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用一個M個代碼的較大代碼組用于N長度代碼，這里M＞N，以在保持編碼增益時提供一個增加的數(shù)據(jù)率。例如，系統(tǒng)可以使用16個不同代碼，每個在代碼組中具有11個片的長度，而常規(guī)的M進制鍵控系統(tǒng)使用為8的代碼組大小用于11片代碼或8片代碼。通過擴展代碼組大小，該系統(tǒng)增加了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率。借助于16個代碼和改變要被傳送代碼符號的能力，系統(tǒng)能夠在I和Q上編碼5個數(shù)據(jù)位，所以每個代碼符號可以編碼總共10個數(shù)據(jù)位。在這個實施例中，代碼符號包含在I調(diào)制分支上11個片代碼并且包含在Q調(diào)制分支上11個片代碼。這樣，使用11個片代碼和11 Mhz的片速率，該系統(tǒng)提供10 Mbps的數(shù)據(jù)率而常規(guī)的M進制鍵控系統(tǒng)使用相同代碼長度和片速率僅可以獲得8 Mbps。通過擴展代碼長度，增加了處理增益。擴展的代碼組不是正交的，所以在代碼組的不同代碼之間產(chǎn)生非零互相關值。然而，通過選擇具有小的互相關值的代碼組(幾乎正交)可以將得到的噪聲和多路徑性能降低保持很小?；ハ嚓P值和自相關旁瓣的幅度最好是小于代碼長度的一半。在一些實施例中，代碼組從正交代碼中得到，它們被修改以減少與正交代碼有關的自相關旁瓣。在其他實施例中，代碼組通過使用提供低自相關旁瓣的補碼得到并且被修改以減少代碼之間的互相關值。
根據(jù)下面詳細描述并且參照附圖，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點將變得更加明顯，其中圖1示出使用由一個覆蓋序列(11111100)修改的Walsh碼的M進制正交鍵控(MOK)系統(tǒng)的方框圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的原理使用擴展代碼組的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的方框圖；圖3示出使用圖2的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)實施例的方框圖；圖4示出數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的另一個實施例的方框圖，該系統(tǒng)可以作為圖3實施例的低效方式運行。
圖5示出圖3和圖4的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的分組誤差比與dB表示的Eb/No關系曲線的圖形比較；圖6示出圖3和圖4的實施例的分組誤差比與毫微秒(ns)表示的延遲擴散的關系曲線的圖形比較；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的某些原理使用數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的另一個實施例的方框圖；圖8示出一個根據(jù)本發(fā)明的某些原理的數(shù)字解調(diào)器；圖9示出一個根據(jù)本發(fā)明的某些原理使用數(shù)字解調(diào)器的解調(diào)系統(tǒng)；以及圖10示出另一個根據(jù)本發(fā)明的原理使用數(shù)字解調(diào)器的解調(diào)系統(tǒng)的實施例。
下面描述無線通訊系統(tǒng)中取得較高數(shù)據(jù)率同時提供可接收的自相關旁瓣和互相關值的數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)的說明實施例。圖2示出根據(jù)本發(fā)明原理的一個數(shù)字調(diào)制器28。響應形成數(shù)據(jù)符號的數(shù)據(jù)位，調(diào)制器28選擇長度為N的M個代碼的相應一個，這里M表示一個與常規(guī)M進制鍵控系統(tǒng)比較時長度為N的代碼擴展數(shù)。在常規(guī)M進制鍵控系統(tǒng)中，可能的代碼數(shù)M不多于以片表示的代碼長度N。在本發(fā)明中，代碼的數(shù)M總是大于代碼長度N。在一些實施例中，代碼組可以從正交代碼中得到，它們被修改以減少與正交代碼有關的自相關旁瓣，和/或代碼組通過使用提供低的自相關旁瓣的補碼得到并且被修改以減少代碼組的互相關特性。
例如，下面在表1中給出使用互補的Barker碼得到的一個擴展代碼組。在Robert L.Frank的“多相互補碼”IEEE信息理論學報，Vol.IT-26，No.6，Nov.1980，第641頁-647頁討論了互補Barker碼。在這個特定實施例中，表1的代碼組基于被周期性移位的2個代碼。例如，一個長度為4的代碼，如{1110}可以通過循環(huán)代碼周期地移位得到三(3)個其他代碼。如果代碼被向右移動一位，則產(chǎn)生代碼{01-11}。移動兩次產(chǎn)生{1011}，而移動三(3)次產(chǎn)生{1101}。在這個特定實施例中，兩個代碼被周期地移動經(jīng)過8個片以得到總共16個不同的代碼。2個代碼中的一個實際上是長度11的Barker序列，它用在當前的2Mbps IEEE 802.11標準中，它是{1-111-1111-1-1-1}。另一個代碼{1-1-1111111-11}是一個給出與Barker碼組低互相關和低自相關的代碼。表1中代碼組的最大自相關值是2，而最大互相關幅度是5。1-1 1 1-1 1 1 1-1-1-1-1 1-1 1 1-1 1 1 1-1-1-1-1 1-1 1 1-1 1 1 1-1-1-1-1 1-1 1 1-1 1 1 11-1-1-1 1-1 1 1-1 1 11 1-1-1-1 1-1 1 1-1 11 1 1-1-1-1 1-1 1 1-1-1 1 1 1-1-1-1 1-1 1 11-1-1 1 1 1 1 1 1-1 11 1-1-1 1 1 1 1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1 1 1 1 11-1 1 1-1-1 1 1 1 1 11 1-1 1 1-1-1 1 1 1 11 1 1-1 1 1-1-1 1 1 11 1 1 1-1 1 1-1-1 1 11 1 1 1 1-1 1 1-1-1 1表1基于周期移位碼的代碼值使用修改的正交Walsh碼得到表2和表3的代碼組。例如，在表2的代碼組中，第一組8個代碼是長度為8的Walsh碼，擴展3個代碼得到11的長度。另外，第4、第7和第11片反相。第二組8個代碼同樣是Walsh代碼組，擴展3個代碼，但現(xiàn)在是第4、第6和第11片反相。1 1 1-1 1 1-1 1 1-1 11-1 1 1 1-1-1-1 1-1 11 1-1 1 1 1 1-1 1-1 11-1-1-1 1-1 1 1 1-1 11 1 1-1-1-1 1-1 1-1 11-1 1 1-1 1 1 1 1-1 11 1-1 1-1-1-1 1 1-1 11-1-1-1-1 1-1-1 1-1 11 1 1-1 1-1 1 1 1 1 -11-1 1 1 1 1 1-1 1 1 -11 1-1 1 1-1-1-1 1 1 -11-1-1-1 1 1-1 1 1 1 -11 1 1-1-1 1-1-1 1 1 -11-1 1 1-1-1-1 1 1 1 -11 1-1 1-1 1 1 1 1 1 -11-1-1-1-1-1 1-1 1 1 -1表2基于修改的Walsh碼的代碼組表3的代碼組使用長度為16的修改的Walsh碼。這組具有比基于兩個周期移位碼的組有更好的互相關特性；最大互相關值是3，而對于周期移位的情況為5。這意味著表3代碼組的信噪性能將會好一些。然而，對于延遲代碼字的互相關值比周期移位的組的互相關值要差，這意味著多路徑性能差一些。通過將長度為16的Walsh碼組乘以長度為16的互補序列{111-111-11111-1-1-11-1}得到表3的組。長度為16的代碼通過收縮代碼的第3、第6、第9、第12和第15個元素(即去除)減少到長度為11的代碼。11 -11-1111-1 -1 -11 -111-1 -1 -11-1111111 1 -11 -1-1 -111 -1 -11 11 -1 -1-11 -111 -1 -1 1 -111 1111 -11 -1 11 -11 1 -1 -1111 -1-111 -1 11 -11 -1 -1 -1-1 -1 -1 -1 1 -1111 -11-11 -1 -1 1111 -111-1 -11 -1 1 -1 -11111 1 -1 -11 11 -11 -1 -11 1111 1 -1111 -1 -1 1 -1 -1 -1-1 -1 -11 -11 -1 111 -1-111111 -1-11 -11-1 -111 -1 -1 -1-1 -111-11 -1表3基于修改和收縮的長度為16的Walsh碼的代碼組調(diào)制器28能夠使用實現(xiàn)一些邏輯以實現(xiàn)推導的處理電路來實現(xiàn)擴展代碼組的推導，或者調(diào)制器28能夠?qū)⒋a組存儲到查詢表中。調(diào)制器28也可以根據(jù)操作中所需的變化存儲不同組的修改的正交代碼或者計算從不同代碼推導的不同的擴展組。在這個實施例中，所示的數(shù)據(jù)位被并行接收，所示的代碼片被串行產(chǎn)生。根據(jù)應用，數(shù)據(jù)可以串行地接收，和/或代碼片可以并行地產(chǎn)生。
圖3示出一個數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)30的實施例，該系統(tǒng)使用調(diào)制器32和34響應來自串并轉(zhuǎn)換器14的4個信息位以產(chǎn)生長度為11個片的16個代碼中的一個。在MOK系統(tǒng)中，調(diào)制器響應3個信息位以產(chǎn)生長度為8個片的八(8)個修改Walsh碼中的一個。僅僅通過使用8個片代碼，MOK系統(tǒng)不能獲得為10的處理增益，該處理增益是2.4 GHz ISM頻帶的FCC所要求的。為了獲得為10的處理增益，相信應該使用至少10個片長的代碼。這就是對于2.4GHz頻帶的直接序列擴譜在當前的IEEE 802.11標準中使用長度為11的Barker碼的原因。然而，使用11個Barker碼的系統(tǒng)限制于每組8個代碼，因此限制了數(shù)據(jù)率。
圖3實施例的操作中，擾碼器12接收數(shù)據(jù)并且根據(jù)IEEE 802.11標準擾碼數(shù)據(jù)。在其他實施例中，擾碼器12可能是不需要的，可以通過一些其他形式的數(shù)據(jù)變換、交織或修改來操作數(shù)據(jù)，或者數(shù)據(jù)能夠直接饋送到串并轉(zhuǎn)換器14。在這個實施例中，串并轉(zhuǎn)換器14是一個1∶10多路復用器(MUX)，該復用器根據(jù)1MHz時鐘信號并行地產(chǎn)生一個10個數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)符號。這10位數(shù)據(jù)符號被編碼為一個11個片代碼或者代碼字的I/Q代碼對。數(shù)據(jù)符號的位四(4)提供到第一調(diào)制器32，該調(diào)制器根據(jù)本發(fā)明的原理從擴展代碼組產(chǎn)生十六(16)個長度為11的代碼的相應1個。第一調(diào)制器32以取決于一個11MHz時鐘信號的大約11MHz的片速率產(chǎn)生長度為11的代碼。在上面的例子中，每個符號包含10個數(shù)據(jù)位，它們被編碼為獨立的11個片的I和Q代碼。片實際上是代碼位，但將它們稱為片以把它們與數(shù)據(jù)位區(qū)別開。在這個實施例中，第一調(diào)制器32相應于系統(tǒng)30的I相位調(diào)制分支，它產(chǎn)生要被傳送信號的I分量。
來自轉(zhuǎn)換器14的數(shù)據(jù)符號的第二組四(4)位提供到第二調(diào)制器34，該調(diào)制器根據(jù)本發(fā)明的原理從擴展代碼組產(chǎn)生16個長度為11的代碼的相應1個。第二調(diào)制器32相應于系統(tǒng)30的Q相位調(diào)制分支，它產(chǎn)生要被傳送信號的Q分量。響應四個數(shù)據(jù)位，第二調(diào)制器34同樣以取決于11MHz時鐘信號的大約11MHz的片速率產(chǎn)生一個長度為11的代碼。
來自串并轉(zhuǎn)換器14數(shù)據(jù)符號的10位中剩余的兩個，一個提供到第一XOR門36。如果該位是0，則第一XOR門36改變來自第一調(diào)制器32的長度為11代碼的極性。生成的代碼Iout提供到信號電路21以改變?nèi)魏?到-1，并且在被提供到第一混頻器24以調(diào)制頻率ω的載波之前實現(xiàn)任何附加的信號處理和/或轉(zhuǎn)換。最后的剩余位提供到第二XOR門38。如果該位是0，第二XOR門38改變來自第二調(diào)制器34的長度為11的Walsh碼的極性。生成的修改Walsh碼Qout提供到信號電路23用于在被提供到第二混頻器26以調(diào)制具有頻率ω的載波的90°移位形式之前的任何轉(zhuǎn)換和/或處理。如果使用-1來代替0，第一和第二XOR門36和38可以由乘法器來取代以改變Iout和Qout的極性。接著，Iout調(diào)制的載波和Qout調(diào)制的載波被組合和發(fā)射。這樣，系統(tǒng)30的這個特定的實施例分開輸入數(shù)據(jù)的10位為5位用于I分支和5位用于Q分支。來自擴展代碼組的I分支上的四個數(shù)據(jù)位被編碼為一個11個片的代碼，而Q分支上的四個數(shù)據(jù)位被并行地編碼為16個長度為11片代碼中的一個。因為通過分別確定11片代碼的極性用最后兩位編碼了信息，系統(tǒng)30編碼10個數(shù)據(jù)位為2個代碼，這2個代碼均是從一組32個可能的代碼中選擇的。在這個例子中，有16個代碼可以被轉(zhuǎn)換以得到32個代碼。由于1MSps和10位/符號的符號率，用于系統(tǒng)30的數(shù)據(jù)率是10MBps。
圖4示出一個擴展代碼數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)50的實施例，該系統(tǒng)可以用作系統(tǒng)30(圖3)的低效方式運行。同樣根據(jù)IEEE 802.11標準，輸入數(shù)據(jù)被擾碼器12擾碼。該數(shù)據(jù)提供到串并轉(zhuǎn)換器52。在這個實施例中串并轉(zhuǎn)換器52以1MSps的數(shù)據(jù)符號率并行地產(chǎn)生6位數(shù)據(jù)符號。來自6位數(shù)據(jù)符號的4位被調(diào)制器54接收，該調(diào)制器54根據(jù)本發(fā)明的原理編碼4位為16個長度為11的代碼中的一個。長度為11的代碼提供到I和Q分支56和58。根據(jù)這個特定實施例的另一個方面，通過提供相同的代碼到多個相位調(diào)制路徑或分支，這個實施例允許以獨立的相位調(diào)制的低效方式運行，如在多相位調(diào)制路徑，在這個實施例中的I和Q分支56和58上相同代碼的四相移相鍵控(QPSK)或8相移相鍵控(8-PSK)。在I分支56上，11個片代碼被串行地提供到第一XOR門60，而在Q分支58上，11個片代碼串行地提供到第二XOR門62。來自串并轉(zhuǎn)換器52的兩個剩余位中的1位到達第一XOR門60以調(diào)節(jié)長度為11的代碼的極性并且在I分支56上產(chǎn)生Iout，而另一位到達第二XOR門62以調(diào)節(jié)長度為11的代碼的極性并且在Q分支58上產(chǎn)生Qout。根據(jù)這個實現(xiàn)，如果用-1取代0，可以由乘法器取代第一和第二XOR門60和62。這樣，假定6位/符號的數(shù)據(jù)符號和1MSps的符號率，這個實施例提供6Mbps的數(shù)據(jù)率。
圖5圖示出使用16個11-片代碼的系統(tǒng)30的分組誤差率與Eb/No的關系曲線。事實上，得到一定分組誤差率的Eb/No要求與圖1描述的MOK系統(tǒng)的8個8-片代碼組相比僅僅相差半個dB，圖1使用一個(11111100)的覆蓋序列修改的長度為8的Walsh代碼，如在此作為參考的共同未決專利申請系列號XX/XXX，XXX，于1998年4月8日申請的名稱為“使用修改的正交代碼來減少自相關的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)”中描述的。曲線40相應于以6Mbps使用16個11-片代碼的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，而曲線42相應于以10Mbps使用16個11-片代碼的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。這示出6Mbps比10Mbps模式獲得1.5dB的更多增益(曲線40在曲線42左邊大約1.5dB)。
圖6圖示出用于數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的分組誤差率與ns表示的延遲擴散的關系曲線，該系統(tǒng)使用以10Mbps在I和Q上具有不同代碼的長度為11片的16個代碼(曲線63)以及使用以6Mbps在I和Q上具有QPSK的相同代碼(曲線65)。使用的信道模型具有指數(shù)型衰減功率延遲分布和獨立的瑞利衰落路徑。如本領域的技術(shù)人員應該理解的圖6示出10Mbps模式僅僅使用6抽頭信道匹配濾波器(或一個6指RAKE)可以處理大約50ns的延遲擴散。在6Mbps的低效方式運行(在I和Q上有相同代碼)中，可以允許大約200ns的延遲擴散。
圖7示出一個數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)66的實施例，它可以用作系統(tǒng)30(圖3)的低效方式運行。輸入數(shù)據(jù)由擾碼器12根據(jù)IEEE 802.11標準擾碼。擾碼的數(shù)據(jù)提供到串并轉(zhuǎn)換器68。在這個實施例中的串并轉(zhuǎn)換器68以1MSps的符號率并行地產(chǎn)生5位數(shù)據(jù)符號。來自5位數(shù)據(jù)符號的4位被調(diào)制器70接收，該調(diào)制器根據(jù)本發(fā)明的原理編碼4位為16個11片代碼中的一個。調(diào)制器70以11MHz的速率串行地產(chǎn)生長度為11的代碼。長度為11的代碼提供到相應于I和Q分支的XOR門72。長度為11的代碼被來自串并轉(zhuǎn)換器68的數(shù)據(jù)符號的剩余位異或以調(diào)節(jié)長度為11代碼的極性并且以串行形式產(chǎn)生Iout和Qout。根據(jù)這個實現(xiàn)，如果用-1代替0，XOR門72可以由乘法器取代。這樣，假定5位/符號的數(shù)據(jù)符號和1MSps的符號率，這個實施例提供5Mbps的數(shù)據(jù)率。
圖8示出一個數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)76，該系統(tǒng)能夠用在接收機中(未示出)以接收來自使用上述數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)實施例的發(fā)射機(未示出)的發(fā)射代碼。數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)76根據(jù)本發(fā)明的原理接收16個11片代碼中的一個。根據(jù)代碼，數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生一個相應的4個數(shù)據(jù)位。根據(jù)特定的實現(xiàn)，代碼片和/或數(shù)據(jù)位可以是并行的或串行的。
圖9示出一個使用根據(jù)本發(fā)明原理的數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)的解調(diào)系統(tǒng)80。在這個特定實施例中，接收的信號提供到解調(diào)系統(tǒng)80的I和Q分支82和84。第一個混頻器86將接收的信號乘以cosωt以提取調(diào)制的I信息，這里ω是載頻，而第二混頻器88將接收的信號乘以sinωt以提取調(diào)制的Q信息。在低通濾波后，I和Q信息分別提供到相關器塊90和92。在這個特定實施例中，相關器塊90和92中每個包含16個相關器，這些相關器分別相應于用于I信息和Q信息的相關時間延遲型式的代碼組中的16個代碼。根據(jù)本發(fā)明尋碼塊94和96找到已知的代碼，它們給出I和Q信息最高相關幅度。在某些實施例中，解調(diào)器76(圖8)或它的部分可以在尋碼塊94和96中實現(xiàn)或者接收來自尋碼塊94和96的輸出以譯碼已知的代碼為相應的數(shù)據(jù)位。根據(jù)該實施例，數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)76(圖8)或它的部分可以在尋碼塊94和96中、在檢測極性塊98和100中實現(xiàn)，在I和Q路徑82和84的分支和/或在檢測極性塊98和100的輸出端譯碼代碼以產(chǎn)生相應的數(shù)據(jù)位。在這個實施例中，檢測極性塊98和100中每一個譯碼來自發(fā)現(xiàn)的代碼極性的附加數(shù)據(jù)位。
圖10示出一個解調(diào)系統(tǒng)110的實施例，該系統(tǒng)能夠用于以低效率運行速率用在接收來自調(diào)制器系統(tǒng)50(圖5)的代碼符號的解調(diào)系統(tǒng)80(圖9)，這里相同的代碼在多調(diào)制路徑上發(fā)射。解調(diào)系統(tǒng)110和圖9的全速率解調(diào)系統(tǒng)之間的差別是代碼檢測塊112加上I和Q相關器90和92的平方的相關輸出并且根據(jù)本發(fā)明檢測給出最高相關復數(shù)幅度的代碼。根據(jù)這個特定實施例的一個方面，相同代碼是在用于數(shù)字解調(diào)的I和Q路徑82和84上。在這個特定實施例中，塊114找到具有最高復數(shù)相關幅度的代碼。在某些實施例中，解調(diào)器76或它的部分可以在尋碼塊112中實現(xiàn)或接收來自尋碼塊112的輸出以譯碼代碼為相應的數(shù)據(jù)位。根據(jù)該實施例，數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)76(圖8)或它的部分可以在代碼檢測塊112中、在相位檢測器114中實現(xiàn)，在分支路徑115和/或在相位檢測器114的輸出端譯碼代碼并且產(chǎn)生相應的數(shù)據(jù)位。相位檢測器114檢測復數(shù)相關輸出的相位以對于QPSK譯碼每個代碼符號的額外的2位或者對于8-PSK譯碼每個代碼符號的額外的3位。
除了上述的實施例以外，根據(jù)本發(fā)明原理的數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)的其他配置是可能的，它省略和/或加上某些部件和/或使用上述系統(tǒng)的變型或部分。例如，上面的應用使用四相移相鍵控(QPSK)相移調(diào)制方案(圖1、3、4)和數(shù)字調(diào)制(解調(diào))方案以及二進制移相鍵控(BPSK)方案(圖6)，但如本領域的普通技術(shù)人員應該理解的，可以使用其他調(diào)制(解調(diào))方案的數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)，如包括正交調(diào)幅(QAM)的幅度調(diào)制和包括8-相移鍵控(8-PSK)的其他相位調(diào)制方案。另外，數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)描述為使用1和0的代碼，它們被1和0的代碼修改，但根據(jù)實施例數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)可以使用1和-1或1和0的代碼實現(xiàn)。在上述實施例中，在接收機接收1和-1的代碼，根據(jù)1和-1描述相關確定，但根據(jù)實施例調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)可以使用1和0或1和-1。該調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)還特別描述為使用16個11-片代碼的擴展代碼組，但是根據(jù)本發(fā)明的原理其他擴展代碼組是可能的。
另外，已經(jīng)使用不同部件的特定配置描述了數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)，但用不同的配置以及結(jié)合其他處理也可以實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)。此外，組成數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)的不同部件和它們相應的操作參數(shù)和特性應該正常地匹配于操作環(huán)境以提供正常的操作。本領域的普通技術(shù)人員應該理解這個公開的好處，可以理解數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng)和它的部分能夠在專用集成電路、軟件驅(qū)動處理電路、固件、查詢表或其他離散部件的配置中實現(xiàn)。已經(jīng)描述的內(nèi)容僅僅是本發(fā)明原理應用的說明。本領域的技術(shù)人員將容易地認識到對于本發(fā)明可以做出這些和其他各種修改、配置和方法，并不用嚴格遵守說明的示范應用和這里的描述，并且不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)制信息位的方法，所述方法的特征在于步驟響應一組所述信息位從一個M個代碼的擴展代碼組產(chǎn)生N-片代碼，這里N＞M。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟使用一組補碼得到所述代碼組。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟使用一組正交代碼得到所述代碼組。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述產(chǎn)生步驟包括響應一組log2M位以產(chǎn)生所述N-片代碼作為M個代碼中的一個。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟使用M＝16和N＝11。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于步驟提供所述代碼到多個調(diào)制路徑用于在所述調(diào)制路徑上調(diào)制所述代碼。
7.如權(quán)利要求1所述的解調(diào)所述N-片代碼的方法的特征在于響應所述N-片代碼產(chǎn)生一個相應的數(shù)據(jù)位組。
8.一種數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)特征在于一個調(diào)制器，響應一組信息位以從一個M個代碼的擴展代碼組產(chǎn)生N-片代碼，這里N＞M。
9.一種數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)特征在于一個解調(diào)器，響應來自一個M個代碼的擴展代碼組的N-片代碼，這里N＞M，它對于所述代碼提供自相關旁瓣和互相關值，其等于或小于所述代碼長度的一半，以產(chǎn)生一個相應的數(shù)據(jù)位組。
全文摘要
一種數(shù)字調(diào)制(解調(diào))系統(tǒng),使用一個M個代碼的較大代碼組用于N個長度的代碼,這里M>N,以在保持編碼增益時提供一個增加的數(shù)據(jù)率。通過擴展代碼組大小,該系統(tǒng)增加了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率。借助于16個代碼和改變要被傳送代碼符號的能力,系統(tǒng)能夠在I和Q上編碼5個數(shù)據(jù)位,所以每個代碼符號可以編碼總共10個數(shù)據(jù)位。通過擴展代碼長度,增加了處理增益。
文檔編號H03M13/00GK1243360SQ9910496
公開日2000年2月2日 申請日期1999年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月8日
發(fā)明者里查德·D·J·萬·尼 申請人:朗迅科技公司