專利名稱：模擬擴(kuò)展頻譜通信網(wǎng)用戶裝置接收到的干擾的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及蜂窩式無線市內(nèi)電話系統(tǒng)和個(gè)人通信系統(tǒng)等無線通信網(wǎng)。本發(fā)明尤其涉及在移動蜂窩式或衛(wèi)星電話系統(tǒng)中使用擴(kuò)展頻譜型通信信號來傳播信息的新型和改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
使用碼分多址(CDMA)調(diào)制技術(shù)是便于在有大量用戶的系統(tǒng)中進(jìn)行通信的幾種方法中的一種?，F(xiàn)有技術(shù)中已知有諸如時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)等其它多址通信系統(tǒng)技術(shù)和諸如幅度壓擴(kuò)單邊帶等AM調(diào)制方案。然而，CDMA擴(kuò)展頻譜調(diào)制技術(shù)具有超出其它用于多址通信系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。在1990年2月13日發(fā)布的名為“使用衛(wèi)星或地面轉(zhuǎn)發(fā)器的擴(kuò)展頻譜多址通信系統(tǒng)”的第4,901,307號美國專利中揭示了在多址通信系統(tǒng)中使用CDMA技術(shù)，并且此專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
在上述第4,901,307號美國專利中，揭示了多址技術(shù)，其中每個(gè)用戶具有收發(fā)兩用機(jī)的大量無線系統(tǒng)用戶通過使用CDMA擴(kuò)展頻譜通信信號的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器或地面基站收發(fā)兩用機(jī)來通信。在使用CDMA的通信技術(shù)中，頻譜可重復(fù)使用多次來容許系統(tǒng)用戶容量增加。使用CDMA的結(jié)果是可獲得比使用其它多址技術(shù)高得多的頻譜效率(spectral efficiency)。
第4,901,307號美國專利中揭示的CDMA技術(shù)設(shè)想使用相當(dāng)長的高速偽噪聲(PN)序列，而分配給每個(gè)用戶一個(gè)不同的PN序列。不同PN序列之間的互相關(guān)和用于除了零以外的所有時(shí)移的PN序列的自相關(guān)都具有接近于零的平均值。因此從基站經(jīng)“前向”通信鏈路傳來的信號能由遠(yuǎn)地用戶或用戶裝置接收而被鑒別。
然而，因?yàn)檫@種PN信號不是完全正交，所以在短暫的時(shí)間間隔中它們之間會產(chǎn)生相互的干擾噪聲。盡管PN信號互相關(guān)的平均值接近于零，但仍然產(chǎn)生這種干擾噪聲，因?yàn)閷τ诙虝r(shí)間間隔，即，一個(gè)信息比特長度，互相關(guān)遵循二項(xiàng)式分布。因此，前向鏈路信號的互相干擾與假如它們是相同功率譜密度下的寬帶寬高斯噪聲非常類似。相應(yīng)地，經(jīng)前向鏈路傳輸?shù)男盘栔g的這種相互干擾可限制可獲得的通信系統(tǒng)容量。
在1992年4月7日發(fā)布的名為“用于在CDMA蜂窩式電話系統(tǒng)中產(chǎn)生信號波形的方法和系統(tǒng)”的第5,103,459號美國專利(該專利也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，通過引用而包括在這里)中揭示了一種新的和改進(jìn)的方法和系統(tǒng)用于構(gòu)成在由前向鏈路發(fā)送到用戶的信號之間提供正交的PN序列從而減少了相互干擾。相互干擾的減少允許有更大的系統(tǒng)容量和更好的線路性能。因?yàn)槭褂肞N碼使互相關(guān)在預(yù)定的時(shí)間間隔中變?yōu)榱?，所以，只要編碼時(shí)幀互相對準(zhǔn)，就不會產(chǎn)生相互干擾。
在上述專利所描述的系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)的較佳的波形包括使用直接序列PN擴(kuò)展頻譜載波。在較佳實(shí)施例中PN載波的片碼速率選擇為1.2288MHz。包含在選擇片碼速率中的一個(gè)考慮是它剛好可被用于通信系統(tǒng)的基帶數(shù)據(jù)率除盡。也可考慮使片碼速率是2的乘冪乘以基帶數(shù)據(jù)率。在較佳實(shí)施例中，基帶數(shù)據(jù)率是每秒種9600比特，所以選擇1.2288MHz(它是128(27)乘以9600倍)的PN片碼速率。
在蜂窩式基站和各個(gè)移動裝置之間的通信中，用于擴(kuò)展頻譜的碼序列由兩種不同的序列構(gòu)成，每種碼序列有不同的性質(zhì)以提供不同的功能。有一個(gè)由用于在多路徑信號之間進(jìn)行鑒別的，由一個(gè)蜂窩區(qū)或扇區(qū)中所有信號共享的外部碼。此外部碼也用于鑒別由不同的蜂窩區(qū)或扇區(qū)發(fā)送至移動用戶的信號。還有一個(gè)內(nèi)部碼用于鑒別在單個(gè)扇區(qū)或蜂窩區(qū)內(nèi)發(fā)送的用戶信號。
實(shí)現(xiàn)能對特殊地理區(qū)域提供適當(dāng)業(yè)務(wù)的蜂窩式CDMA系統(tǒng)一般涉及考慮影響系統(tǒng)性能的一些因素。例如，一般需要考慮可獲得的頻譜的范圍以及與其它附近的通信系統(tǒng)協(xié)調(diào)的能力。此外，需要考慮由不同遠(yuǎn)地用戶或用戶裝置產(chǎn)生的熱噪聲和干擾所加的限制。在CDMA系統(tǒng)范圍內(nèi)估計(jì)干擾特別重要，因?yàn)橛脩粞b置以相同帶寬發(fā)送功率，而不管它們在蜂窩式覆蓋區(qū)域中的位置。
當(dāng)在鄰近蜂窩區(qū)內(nèi)的基站使用與用于由特殊用戶裝置接收的相同或鄰近CDMA通信通路或無線電信道時(shí)，可在前向，即蜂窩區(qū)至用戶鏈路上發(fā)生干擾。為了在實(shí)際條件下估計(jì)系統(tǒng)性能，可在離多個(gè)基站的不同距離處布置選定數(shù)目的用戶裝置作為測定前向鏈路干擾電平的方法。然而，嘗試通過這種現(xiàn)場測試確定前向鏈路干擾需要獲得許多個(gè)多路用戶裝置和基站。當(dāng)在系統(tǒng)初始測試期間可獲得的基站數(shù)少于最終要設(shè)置的基站數(shù)時(shí)，這樣做會妨礙對整個(gè)系統(tǒng)的校準(zhǔn)。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng)，用于模擬在CDMA通信系統(tǒng)中信號從基站傳輸?shù)接脩粞b置而產(chǎn)生的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
總之，本發(fā)明提供了一種方法和裝置，用于模擬諸如無線用戶電話和/或數(shù)據(jù)系統(tǒng)等通信系統(tǒng)中產(chǎn)生的信號干擾。此通信系統(tǒng)最好是這樣一種類型的系統(tǒng)，其中各個(gè)蜂窩區(qū)的遠(yuǎn)地用戶使用至少一個(gè)基站和碼分多址(CDMA)擴(kuò)展頻譜型通信信號相互傳輸信息信號或?qū)⑿盘査偷焦秒娫捊粨Q網(wǎng)。此基站具有至少一個(gè)發(fā)射機(jī)，從它通過至少一個(gè)通信通路把信息發(fā)送到用戶裝置，并且它位于這些蜂窩區(qū)的第一個(gè)之中。
本發(fā)明的用于在至少一個(gè)通信通路中模擬信號干擾的方法包括確定與從基站發(fā)射機(jī)經(jīng)第一組被模擬通信通路傳輸?shù)男盘栍嘘P(guān)的第一合成信號能量的步驟。也可根據(jù)為系統(tǒng)中不同用戶確定的速率來確定用于傳輸?shù)谝缓铣尚盘柲芰康牡谝黄骄鶖?shù)據(jù)率。根據(jù)由第一合成信號能量和平均數(shù)據(jù)率確定的功率電平提供第一干擾信號來調(diào)節(jié)通過一個(gè)通信通路傳輸?shù)男盘柟β?。第一干擾信號通過至少一個(gè)通信通路傳輸。
當(dāng)系統(tǒng)用戶已被配置使用通信系統(tǒng)中的信道時(shí)，可通過由已使用的真實(shí)信道數(shù)來減少想要的被模擬信道數(shù)以確定需要的等價(jià)被模擬信道數(shù)。然后采用通過等價(jià)信道數(shù)傳輸?shù)男盘柲芰恳约跋嚓P(guān)的平均數(shù)據(jù)率確定合成信號能量。此外，可監(jiān)測真實(shí)的遠(yuǎn)地用戶，以確定使用的信道數(shù)和實(shí)際干擾或通信量。
本發(fā)明也嘗試經(jīng)第二組被模擬信道確定用于信號傳輸?shù)牡诙铣尚盘柲芰?。類似地確定在第二組被模擬信道中傳輸此信號能量的第二平均數(shù)據(jù)率。這允許根據(jù)第二合成信號能量和平均數(shù)據(jù)率產(chǎn)生第二干擾信號。第二干擾信號可用于改變第一干擾信號。
第一干擾信號代表與第一蜂窩區(qū)內(nèi)傳輸信號傳輸有關(guān)的正交干擾分量，而第二干擾信號代表與第一蜂窩區(qū)外信號傳輸有關(guān)的非正交干擾分量。依據(jù)正交和非正交信號能量調(diào)節(jié)經(jīng)第一通信通路傳輸?shù)男盘柲芰康墓β省?br> 一般通過產(chǎn)生一隨機(jī)變量序列，然后通過依據(jù)預(yù)定的相關(guān)函數(shù)進(jìn)行濾波來定出它們的頻譜形狀而提供第一干擾信號。可根據(jù)第一平均數(shù)據(jù)率對隨機(jī)變量序列定標(biāo)，以及根據(jù)第一合成信號能量的大小改變。在較佳實(shí)施例中，這可以通過在預(yù)定的頻帶內(nèi)合成電噪聲(最好具有比較均勻的譜密度)，然后根據(jù)第一合成信號能量和平均數(shù)據(jù)率的值調(diào)節(jié)此電噪聲的能量大小來完成。也可根據(jù)用于其它被模擬信道的第二合成信號能量和平均數(shù)據(jù)率來調(diào)節(jié)信號能量。本發(fā)明還提供了一種運(yùn)用諸如高斯隨機(jī)變量等隨機(jī)變量序列來對第一合成信號中變化進(jìn)行模擬的技術(shù)。
用于模擬通信系統(tǒng)中通信通路之間信號干擾的裝置一般具有能量選擇部件，它可輸出經(jīng)第一組所需數(shù)目的被模擬信道傳輸?shù)男盘栞敵龅谝缓铣尚盘柲芰?，還有數(shù)據(jù)率產(chǎn)生部件，它可輸出第一平均數(shù)據(jù)率。耦合至能量選擇器和數(shù)據(jù)率發(fā)生器的第一干擾信號發(fā)生器產(chǎn)生根據(jù)第一合成信號功率和平均數(shù)據(jù)率的信號功率的輸出信號。
較佳第一干擾信號發(fā)生器使用至少一個(gè)其輸出能量可根據(jù)控制信號輸入調(diào)節(jié)的電噪聲信號發(fā)生器。耦合至噪聲源發(fā)生器的控制輸入端的至少一個(gè)噪聲強(qiáng)度控制器，(其本身具有耦合至能量選擇器和數(shù)據(jù)率發(fā)生器的輸入端)提供了其值根據(jù)被模擬信道的信號能量和數(shù)據(jù)率變化而改變的控制信號。也可使用至少一個(gè)第二能量選擇器，它可輸出由第二組被模擬信道傳輸?shù)男盘柕牡诙铣尚盘?，而噪聲?qiáng)度控制器也部分地根據(jù)由這些其它被模擬信道傳輸?shù)男盘柟β十a(chǎn)生信號。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，控制器具有用于產(chǎn)生隨機(jī)變量序列的部件和用于根據(jù)平均數(shù)據(jù)率對此序列定標(biāo)的裝置。控制器也包括用于根據(jù)第一合成信號能量的大小改變隨機(jī)變量序列的裝置。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，噪聲控制器使用二項(xiàng)式序列發(fā)生器，從而以預(yù)選的速率產(chǎn)生高斯隨機(jī)變量，并根據(jù)由傳輸?shù)男盘柲芰克d的數(shù)據(jù)信號估計(jì)相關(guān)時(shí)間以及根據(jù)平均能量波動，用所接的序列濾波器來接收并對這些二項(xiàng)式序列進(jìn)行濾波。兩種情況中都由所述一個(gè)通信通路發(fā)送經(jīng)濾波的電子噪聲。
附圖概述從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述和所附的權(quán)利要求可使本發(fā)明的附加目的、目標(biāo)和特點(diǎn)變得更明顯，其中

圖1是示例的蜂窩式電話系統(tǒng)的方框圖，它可使用本發(fā)明的噪聲干擾模擬系統(tǒng)；圖2示出示例的用戶裝置接收機(jī)設(shè)備的方框圖；圖3A示出相應(yīng)于示例的多址通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的劃分成六邊形的區(qū)域；圖3B示出包含在圖3A覆蓋區(qū)域中的一對相鄰六邊形蜂窩區(qū)；圖4是以曲線圖表示從第三層蜂窩區(qū)產(chǎn)生的干擾對于總干擾的比值；圖5示出依據(jù)本發(fā)明的模擬低通濾波器方框圖，從它可得到用于處理高斯噪聲序列的數(shù)字低通濾波器；圖6示出使用本發(fā)明干擾模擬裝置的較佳實(shí)施例的示例用戶裝置接收部分的簡化方框圖；圖7示出使用本發(fā)明干擾模擬裝置較佳實(shí)施例的示例區(qū)站發(fā)射機(jī)的方框圖；以及圖8示出產(chǎn)生代表一個(gè)被模擬蜂窩區(qū)中多個(gè)正交通信通路的干擾信號的干擾信道波形發(fā)生器的示例的實(shí)現(xiàn)方法。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式I.系統(tǒng)概述在以上提及的第5,103,459號美國專利中描述的CDMA蜂窩式電話系統(tǒng)中，每個(gè)區(qū)站(cell—site)或基站具有幾個(gè)調(diào)制器—解調(diào)器裝置或擴(kuò)展頻譜調(diào)制解調(diào)器。每個(gè)調(diào)制解調(diào)器由數(shù)字?jǐn)U展頻譜發(fā)射調(diào)制器、至少一個(gè)數(shù)字?jǐn)U展頻譜數(shù)據(jù)接收機(jī)和一個(gè)搜索接收機(jī)構(gòu)成。在一個(gè)區(qū)站外的每個(gè)調(diào)制解調(diào)器按需分配給用戶裝置，以便于與被分配的用戶裝置以前向“通信通路”進(jìn)行通信。
圖1示出其中可集合本發(fā)明的噪聲干擾模擬系統(tǒng)的示例的蜂窩式電話系統(tǒng)。圖1中示出的該系統(tǒng)在由區(qū)站和系統(tǒng)用戶裝置或移動電話之間經(jīng)前向通信通路進(jìn)行通信中運(yùn)用擴(kuò)展頻譜調(diào)制技術(shù)。大城市中的蜂窩式系統(tǒng)可具有幾百個(gè)服務(wù)于成百上千個(gè)移動電話或其它用戶裝置的基站。與通常的FM調(diào)制型蜂窩式系統(tǒng)相比，在特殊CDMA中使用擴(kuò)展頻譜技術(shù)便于增加在此規(guī)模系統(tǒng)中用戶的容量。雖然這里參考圖1的移動蜂窩式系統(tǒng)描述本發(fā)明，但可理解本發(fā)明的內(nèi)容同樣可用于其中多個(gè)用戶裝置以一組固定位置分布的CDMA通信系統(tǒng)。
如下所述，本發(fā)明提供了一種方法和裝置，用于模擬由給定用戶裝置接收的信號干擾的效果，該信號干擾蜂窩區(qū)的通信通路上的數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生以及由在周圍蜂窩區(qū)的通信通路的信號傳輸?shù)母蓴_產(chǎn)生。依據(jù)本發(fā)明，通過把隨機(jī)數(shù)據(jù)注入由位于給定用戶裝置的蜂窩區(qū)中的基站所發(fā)送的信號之中來模擬這種通信通路干擾。這使得能模擬在選定數(shù)目的通信通路上信號傳輸產(chǎn)生的干擾，而與通信通路數(shù)無關(guān)(i)實(shí)際在給定用戶裝置的蜂窩區(qū)中(以后叫做“模擬”蜂窩區(qū))使用的，或(ii)實(shí)際將在被模擬蜂窩區(qū)周圍的蜂窩區(qū)中使用的。即使不可獲得用戶裝置的所需數(shù)目也可根據(jù)最大蜂窩區(qū)容量來模擬干擾電平。
雖然在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，由被模擬的蜂窩區(qū)中的區(qū)站傳輸模擬通信通路干擾噪聲，在另外的實(shí)施例中，把模擬的干擾信號直接注入待測用戶裝置的接收機(jī)中。在后一種情況下，列出注入信號，從而計(jì)及在區(qū)站和待測的用戶裝置之間經(jīng)傳輸路徑的傳播效果。
參考圖1，系統(tǒng)控制器和開關(guān)10(也叫做移動電話交換局(MTSO))一般包括用于對區(qū)站提供系統(tǒng)控制的接口和處理電路。控制器10也控制從公用電話交換網(wǎng)(PSTN)到適當(dāng)?shù)膮^(qū)站的電話呼叫路由，以向適當(dāng)?shù)囊苿踊蛴脩粞b置傳輸?？刂破?0也控制從使用至少一個(gè)區(qū)站的移動或遠(yuǎn)地用戶裝置到PSTN的呼叫的路由。因?yàn)橛脩粞b置一般不直接互相通信，所以控制器10可在使用適當(dāng)基站的用戶裝置的用戶之間接通呼叫。
控制器10可通過諸如專用電話線、光纖鏈路、或微波通信鏈路等各種的方法耦合至區(qū)站。在圖1中，示出兩個(gè)示例的區(qū)站12和14以及移動裝置16和18，其中每個(gè)移動裝置包括蜂窩式電話。這里討論并在圖中示出的示例的區(qū)站12和14被認(rèn)為是對整個(gè)區(qū)站提供服務(wù)的。然而，應(yīng)理解一個(gè)蜂窩區(qū)可在地理上劃分為扇區(qū)(sector)，每個(gè)區(qū)對不同的覆蓋區(qū)域提供服務(wù)。相應(yīng)地，一般需要在一個(gè)蜂窩區(qū)的扇區(qū)之間進(jìn)行切換，而也可在扇區(qū)之間進(jìn)行如在蜂窩區(qū)之間進(jìn)行的分集。
在圖1中，線20a—20b和22a—22b以及它們各自的箭頭分別相應(yīng)于包括由區(qū)站12和移動裝置16和18之間經(jīng)不同的通信通路數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘杺鬏敗Ｍ瑯拥?，線24a—24b和26a—26b分別代表區(qū)站14和移動裝置18和16之間的通信。區(qū)站12和14名義上使用相等的功率。
區(qū)站服務(wù)區(qū)域或蜂窩區(qū)的覆蓋按地理形狀設(shè)計(jì)或布置，從而移動裝置一般可接近于一個(gè)區(qū)站，且如果蜂窩區(qū)劃分成扇區(qū)時(shí)它只在一個(gè)扇區(qū)中。當(dāng)移動裝置是空閑的，即沒有呼叫在進(jìn)行中時(shí)，移動裝置總是檢測從每個(gè)鄰近區(qū)站(如果適合)，以及從單個(gè)區(qū)站(如果此蜂窩區(qū)被劃分成分區(qū))的導(dǎo)頻信號傳輸。移動裝置16可通過比較從區(qū)站12和14傳輸?shù)膶?dǎo)頻信號的信號強(qiáng)度確定它在哪個(gè)蜂窩區(qū)中。
在圖1示出的例子中，可認(rèn)為移動裝置16接近于區(qū)站12。當(dāng)移動裝置16發(fā)出一個(gè)呼叫時(shí)，一個(gè)控制消息被傳輸?shù)阶罱膮^(qū)站，這里是區(qū)站12。區(qū)站12接收到此呼叫請求消息后，把被呼的號碼傳到系統(tǒng)控制器10。然后系統(tǒng)控制器10把呼叫通過PSTN連接到預(yù)期的接收者。
如果呼叫在PSTN中發(fā)出，則控制器10把呼叫信息傳輸?shù)絽^(qū)域中所有的區(qū)站。作為回報(bào)，區(qū)站在各個(gè)覆蓋區(qū)域中發(fā)送無線尋呼消息，用于尋找被呼叫的接收移動用戶。當(dāng)預(yù)期的接收移動裝置“聽到”或接收到無線尋呼消息時(shí)，它以一個(gè)傳輸?shù)阶罱膮^(qū)站的控制消息來響應(yīng)。此控制消息提醒系統(tǒng)控制器，該特殊區(qū)站已與被無線尋呼的移動裝置相連。然后控制器10定出把呼叫通過此區(qū)站送至移動裝置的路由。如果移動裝置16移出起始區(qū)站12的覆蓋區(qū)域，則嘗試?yán)^續(xù)通過其它區(qū)站對呼叫進(jìn)行路由選擇。
在圖1示出的例子中，在蜂窩區(qū)到用戶鏈路上對用戶信道分配正交Walsh函數(shù)。在話音信道的情況下，用于每個(gè)話音信號的數(shù)字符號流與分配給它的Walsh序列相乘。然后把每個(gè)話音信道的Walsh編碼符號流與外部PN編碼波形相乘。然后把得到的擴(kuò)展符號流相加在一起以形成合成波形。
然后把得到的合成波形調(diào)制到一正弦載波上，經(jīng)帶通濾波、轉(zhuǎn)換成想要的工作頻速率、放大并由天線系統(tǒng)輻射。本發(fā)明變化的實(shí)施例可交換上述工作的某些順序，以形成區(qū)站傳輸信號。例如，最好使每個(gè)話音信道被外部PN編碼波形相乘并在將由天線輻射的所有信道信號相加前進(jìn)行濾波。交換線性操作順序，以獲得不同的執(zhí)行優(yōu)點(diǎn)和不同的設(shè)計(jì)在已有技術(shù)中是公知的。
用于蜂窩式業(yè)務(wù)的較佳實(shí)施例的波形設(shè)計(jì)使用第4,901,307號美國專利中所述的用于蜂窩區(qū)到用戶鏈路的導(dǎo)頻載波方法。所有的蜂窩區(qū)傳輸使用相同的32,768個(gè)長度的序列但以不同定時(shí)偏移來發(fā)送導(dǎo)頻載波，以防止相互的干擾。
如以下更詳細(xì)描述的那樣，用于一特殊蜂窩式用戶的符號流與分配給該用戶的Walsh序列在第一異或操作中相結(jié)合。一般Walsh函數(shù)以1.2288MHz的速率計(jì)時(shí)，而在包括聲音、傳真(FAX)、和高/低速數(shù)據(jù)信道的示例的可變數(shù)據(jù)率系統(tǒng)中，消息符號流速率可從大約75Hz變到76,800Hz。得到的編碼波形與也以1.2288MHz計(jì)時(shí)的二進(jìn)制PN序列在第二異或操作中相結(jié)合。相同的二進(jìn)制PN序列用于對蜂窩式系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的特殊扇區(qū)中的每個(gè)用戶信道進(jìn)行編碼。作為Walsh編碼序列正交性的結(jié)果，每個(gè)序列可用于處理與這個(gè)分區(qū)相關(guān)聯(lián)的單個(gè)RF信道上的用戶數(shù)據(jù)，而不會在該扇區(qū)的用戶中間引入干擾。
在應(yīng)用Walsh編碼前，由每個(gè)信道所載的信號也可編卷積碼，重復(fù)并互相交錯(cuò)，從而提供差錯(cuò)檢測和修正功能，使系統(tǒng)以低得多的信噪比和干擾比工作。在已有技術(shù)中用于編卷積碼、重復(fù)、和交錯(cuò)的技術(shù)是公知的。然后把得到的信號一般調(diào)制在RF載波上并與導(dǎo)頻和建立(set up)載波以及其它聲音載波相加。在過程的不同點(diǎn)可完成相加，諸如在IF頻率處、或在特殊蜂窩區(qū)中與信道相關(guān)聯(lián)的PN序列相乘前后的基帶頻率處。
每個(gè)聲音載波也可被相對于其它聲音載波的功率設(shè)定其發(fā)射功率的值來乘。此功率控制特征允許把功率分配給那些由位于較為不利位置處的預(yù)期的接收者的需要更高功率的那些鏈路。提供了用于用戶的裝置，以報(bào)告它們接收到的信噪比，從而允許把功率設(shè)定在既提供足夠的性能而又不浪費(fèi)功率的電平上。只要保持時(shí)間對準(zhǔn)在對不同聲音載波使用不同功率電平時(shí)可使Walsh函數(shù)的正交性不受干擾。
圖2以方框圖的形式示出用戶裝置收發(fā)兩用機(jī)的示例的實(shí)施例。圖2的用戶裝置接收機(jī)部分包括模擬接收機(jī)34、搜索器接收機(jī)36、幾個(gè)RAKE或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)38A—38N，以及分集合成器(diversity combiner)和解碼電路40。發(fā)射機(jī)部分包括發(fā)射調(diào)制器46、發(fā)射功率控制電路48，和發(fā)射功率放大器50。由接收機(jī)部分和發(fā)射機(jī)部分共享的有天線30、天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)32、控制處理器42，和用戶數(shù)字基帶電路44。
控制處理器42耦合至接收機(jī)部分中的搜索器接收機(jī)36和數(shù)據(jù)接收機(jī)38A—38N，以及發(fā)射機(jī)部分中的發(fā)射調(diào)制器46和發(fā)射功率控制電路48。用戶數(shù)字基帶電路44執(zhí)行諸如模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換和數(shù)字轉(zhuǎn)換，以及對用戶裝置送話器和揚(yáng)聲器(未示出)提供接口等各種功能。
控制處理器42在其它操作中提供諸如信號處理；定時(shí)信號發(fā)生；功率控制；和對切換、分集以及符號組合等功能。在第5,103,459號美國專利中更詳細(xì)描述了這種用戶裝置的工作。
II.蜂窩區(qū)到用戶鏈路干擾的概述當(dāng)用戶裝置接收到來自它自己的蜂窩區(qū)(即，被模擬蜂窩區(qū))中的區(qū)站發(fā)射機(jī)的信號時(shí)，它受到來自被模擬蜂窩區(qū)中蜂窩區(qū)到用戶鏈路的干擾。在示例的CDMA系統(tǒng)中，此干擾包括經(jīng)被模擬蜂窩區(qū)中各個(gè)其它通信通路的傳輸，以及經(jīng)被模擬蜂窩區(qū)中與用戶相關(guān)聯(lián)的其它導(dǎo)頻、同步，和無線尋呼信道的傳輸產(chǎn)生的干擾。因?yàn)樵谑纠南到y(tǒng)中，經(jīng)這些信道傳輸?shù)男盘柵c經(jīng)被選的待測通信通路的傳輸正交，所以此干擾以后叫做正交干擾分量。用戶裝置也受到由經(jīng)不與被模擬蜂窩區(qū)中通信通路正交的相鄰蜂窩區(qū)中信道傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生的干擾。因此，周圍蜂窩區(qū)中的信號傳輸產(chǎn)生的干擾叫做非正交干擾分量。
在示例的CDMA系統(tǒng)中經(jīng)蜂窩區(qū)到用戶鏈路傳輸?shù)墓β视蓪?dǎo)頻、同步、無線尋呼、和通信(即，數(shù)據(jù))通路共享。分配給每個(gè)信道的功率份額根據(jù)相關(guān)聯(lián)的用戶裝置的位置和依據(jù)通信系統(tǒng)中用戶裝置(即，系統(tǒng)負(fù)載)的合計(jì)數(shù)目改變。使用數(shù)字調(diào)節(jié)與每個(gè)信道相關(guān)聯(lián)的增益，由被模擬蜂窩區(qū)的區(qū)站發(fā)射機(jī)中的控制器在通信通路中分配功率。示例的系統(tǒng)中每個(gè)信道的增益一般由用于規(guī)定同相(I)和90°相位差(Q)信道分量的無符號7比特增益系數(shù)所代表。
III.前向通信通路干擾在特殊的蜂窩區(qū)到用戶鏈路的前向通信(即，數(shù)據(jù))通路上的信號干擾包括一對不相關(guān)的分量即，由傳輸至被模擬蜂窩區(qū)中其它用戶產(chǎn)生的干擾噪聲引起的正交分量，和來自周圍蜂窩區(qū)的干擾引起的非正交分量。
非正交分量參考圖3A，示出相應(yīng)于示例的多址通信系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域的六邊形分隔區(qū)域。覆蓋區(qū)域包括包圍被模擬蜂窩區(qū)C0(它在圖3B中更詳細(xì)地示出)的多個(gè)標(biāo)為C1—C36的六邊形蜂窩區(qū)。如圖3B所示，固定或移動用戶S0位于由第—層蜂窩區(qū)C1到C6(圖3A)包圍的蜂窩區(qū)C0中，而第一層又由第二層蜂窩區(qū)C7到C18包圍，等等。雖然為了分析把示例的系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域進(jìn)行六邊形分隔，但應(yīng)理解本發(fā)明的內(nèi)容等價(jià)地適用于其它形狀的蜂窩區(qū)。
在示例的實(shí)施例中，區(qū)站發(fā)射機(jī)(未示出)位于每個(gè)六邊形蜂窩區(qū)的中心并假定具有全向天線。在每個(gè)發(fā)射機(jī)服務(wù)的六邊形蜂窩區(qū)外，由每個(gè)發(fā)射機(jī)傳輸?shù)男盘柲芰康拇蠓秶兓捎蓪?shù)正態(tài)分布隨機(jī)變量來代表。由用戶裝置S0接收的來自其它蜂窩區(qū)中區(qū)站發(fā)射機(jī)的信號功率(Sm)的平均值以由這些蜂窩區(qū)算起的徑向距離(d)的γ次冪的函數(shù)減少，并可被表示為Sm=kdγ-----(1)]]>這里k是比例系數(shù)。在比較缺少大范圍結(jié)構(gòu)(例如，郊區(qū)和鄉(xiāng)村地區(qū))的地理區(qū)域中，已發(fā)現(xiàn)接收到的信號功率Sm與徑向距離d(公里)的關(guān)系可近似為Sm＝-157.77－10γlog d＋Pt＋Gc＋Gm＋20log Hc＋10log Hm(2)這里Pt代表從區(qū)站傳輸?shù)男盘柟β?dBw)，Gc代表相應(yīng)于λ/2偶極子的區(qū)站天線的增益(dB)，Gm是相應(yīng)于λ/2偶極子的用戶裝置天線的增益(dB)，Hc相應(yīng)于區(qū)站天線的高度，Hm相應(yīng)于用戶天線的高度。
再參考圖3B，用戶裝置S0和第一層中第i個(gè)蜂窩區(qū)Ci中心處發(fā)射機(jī)之間的距離的平方(ri2)可表示為ri2＝x2＋r2－2tx cos[θ－30i]，i＝1，2，...，6(3)這里x代表形成六邊形覆蓋區(qū)域邊界的線段的長度，r是用戶裝置S0和蜂窩區(qū)C0的中心之間的距離矢量，而θ代表r和圖3B中水平軸H之間的角。類似地，從裝置S0到第二層蜂窩區(qū)中第i個(gè)蜂窩區(qū)Ci中心的距離的平方表示為ri2＝y(tǒng)2＋r2－2ry cos[θ－30(i-6)]，i＝2j＋1，j＝3，4，...，8 (4)ri2＝z2＋r2－2rz cos
，i＝2j，j＝4，5，...，9 (5)在方程式(4)中，參數(shù)y代表從蜂窩區(qū)C0的中心到蜂窩區(qū)C(2j＋1)，j＝3，4，...，8，的中心的距離，而在方程式(5)中，參數(shù)z代表從蜂窩區(qū)C0的中心到蜂窩區(qū)C(2j)，j＝4，5，...，9，的中心的距離。以相同的方式，依據(jù)關(guān)系式(6)和(7)確定從用戶裝置S0第三層蜂窩區(qū)Ci(19＜i＜36，i17＋3j，j＝1，2，3，...，6)，和Ci(i＝17＋3j，j＝1，2，3，…，6)的距離ri2＝u2＋r2－2ry cos[θ－15(i－18)]，19≤i≤36，i≠17＋3j，j＝1，2，3，...，6 (6)ri2＝v2＋r2－2ry cos[θ－30－20(i－20)]，i＝17＋3j，j＝1，2，3，...，6(7)其中，(r，θ)規(guī)定為蜂窩區(qū)C0中用戶裝置S0的位置，R代表圈住六邊形蜂窩區(qū)的圓半徑。參考表達(dá)式(3)和(7)x=3R;-----(8)]]>y=23R;-----(9)]]>z＝3R； (10)y=2R;-----(11)]]>y=33R-----(12)]]>在特殊示例的實(shí)施例中，從頭三層中區(qū)站的信號傳輸引起的在用戶裝置S0處產(chǎn)生的合成干擾功率Tt確定為Tt=kΣi=1361ri4-----(13)]]>這里假定在表達(dá)式(1)中γ定為4。同樣地，從第三層中的蜂窩區(qū)來的干擾，即T3可表示為T3=kΣi=19361ri4-----(14)]]>參考圖4，示出代表來自第三層蜂窩區(qū)的干擾(dB)相對于總干擾(T3/Tt)的曲線圖。特別地，對于四個(gè)不同的相對于蜂窩區(qū)C0中心的用戶裝置位置r，即r＝0.5，0.6，0.7和0.8畫出了量T3/Tt，這里r＝1.0相應(yīng)于蜂窩區(qū)C0中心至它的角頂?shù)木嚯x。
觀察圖4，發(fā)現(xiàn)在示例的實(shí)施例中T3與Tt之比的最大值小于—14dB。相應(yīng)地，為了看清楚來自第三層和更外層中蜂窩區(qū)貢獻(xiàn)比較小的干擾，在以下分析來自第一和第二層蜂窩區(qū)的干擾時(shí)，不考慮更外層的蜂窩區(qū)。
再參考圖3B，看到一裝置S0位于靠近蜂窩區(qū)C1的邊界處。對這種示例性的位置，用戶裝置S0可看到從以下三種來源產(chǎn)生的干擾(i)最接近于裝置S0的蜂窩區(qū)C1，(ii)其次兩個(gè)最接近的蜂窩區(qū)(C2和C6)，以及(iii)第一和第二層中剩下的其它十五個(gè)蜂窩區(qū)。
蜂窩區(qū)C1，C2和C6產(chǎn)生的干擾分量可分別模擬為以平均干擾功率(0≤θ≤60)的下述分量為特征的瑞利隨機(jī)變量I-1(r,θ)=k1(x2+r2-2rxcos[θ-30])2-----(15)]]>I-2(r,θ)=k1(x2+r2-2rxcos[θ-90])2=I-1(r,θ-60)-----(16)]]>I-3(r,θ)=k1(x2+r2-2rxcos[θ+30])2=I-1(r,θ+60)-----(17)]]>如上所述圖4中示出由第一層和第二層(圖3A)中剩下的十五個(gè)蜂窩區(qū)產(chǎn)生的第四個(gè)干擾分量。相應(yīng)于以上所述的干擾分量總和的合成的“其它蜂窩區(qū)”干擾功率Ioc可表示為I∝＝k2(I1(r，θ)＋I(xiàn)2(r，θ)＋I(xiàn)3(r，θ)＋I(xiàn)4(r，θ))(18)這里k2是比例系數(shù)。來自其它蜂窩區(qū)的干擾功率Ioc和由給定用戶裝置接收的來自其中有此裝置的蜂窩區(qū)中的發(fā)射機(jī)的功率Ior的比值可表示為I∝Ior=r4(I-1(r,θ)+I-2(r,θ)+I-3(r,θ)+I-4(r,θ))-----(19)]]>這里從表達(dá)式(18)和方程式(1)的比值獲得表達(dá)式(19)。
如以下所述，在較佳實(shí)施例中，根據(jù)方程式(19)規(guī)定的歸一化非正交干擾分量的干擾信號注入由服務(wù)于待估算的用戶裝置的蜂窩區(qū)的基站發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的信號之中。在較佳實(shí)施例中，由高斯白噪聲通過一組衰減器和音量調(diào)節(jié)器產(chǎn)生非正交干擾信號。調(diào)節(jié)衰減器，以模擬經(jīng)特殊傳輸路徑產(chǎn)生的傳播損耗，而音量調(diào)節(jié)器用于模擬干擾電平的小范圍的波動。如果Lpi，i＝1，…4，分別代表由與(15)—(18)中規(guī)定的四個(gè)干擾分量相關(guān)聯(lián)的傳輸路徑產(chǎn)生的平均信號損耗，則可根據(jù)以下等式確定所需的衰減器調(diào)節(jié)Pi＋Lpi＝G＋Lai，i＝1，2，...，4 (20)這里Pi相應(yīng)于第i個(gè)干擾分量的發(fā)射功率，G代表提供給基站發(fā)射機(jī)中信道的白噪聲的電平，而Lai規(guī)定為由用于模擬第i個(gè)干擾分量的發(fā)射機(jī)信道所需的衰減量。
總之，依據(jù)以下建立的“非正交干擾模擬”的過程模擬非正交干擾分量。
非正交干擾模擬I.規(guī)定以下輸入?yún)?shù)(a)用戶裝置位置(r，θ)，這里0＜r＜1和0＜θ＜60，(b)信號傳播模型〔例如，方程式(1)〕，(c)蜂窩區(qū)基站和用戶裝置天線增益和饋線損耗，(d)基站天線高度，(e)每個(gè)蜂窩區(qū)基站發(fā)射機(jī)的輸出功率(Pi)，i＝1，2，…，N，以及(f)每個(gè)六邊形蜂窩區(qū)的半徑。
II.確定以下每個(gè)干擾分量的值I-1(r,θ)=k1(x2+r2-2rxcos[θ-30])γ/2-----(21)]]>I-2(r,θ)=k1(x2+r2-2rxcos[θ-90])γ/2=I-1(r,θ-60)-----(22)]]>I-3(r,θ)=k1(x2+r2-2rxcos[θ+30])γ/2=I-1(r,θ+60)-----(23)]]>這里I-4=kΣi=4151r1γ-----(24)]]>x=3R;-----(25)]]>以及這里通過把上述規(guī)定的輸入?yún)?shù)對方程式(1)和(2)作所需的替代來確定k。
III.產(chǎn)生功率G的白(即，高斯)噪聲，調(diào)節(jié)衰減電平(Laj，j＝1，2，…4)，以產(chǎn)生在第II部分中建立的四個(gè)干擾信號。仍可由以下等式確定所需的衰減電平LajPj＋LPj＝G＋Laj，j＝1，2，...，4(26)正交分量如上所述，由每個(gè)區(qū)站或蜂窩區(qū)基站傳輸?shù)墓β视蓪?dǎo)頻、同步、無線尋呼、和通信通路共享。分配給與給定蜂窩區(qū)到用戶鏈路的通信通路的功率份額可根據(jù)用戶裝置的位置和系統(tǒng)負(fù)載改變。通過數(shù)字調(diào)節(jié)關(guān)聯(lián)到每個(gè)信道的增益，在由被模擬蜂窩區(qū)的區(qū)站發(fā)射機(jī)所支持的通信通路中分配功率。示例的系統(tǒng)中每個(gè)信道的增益一般由用于規(guī)定同相(I)和90°相位差相(Q)信道分量的無符號7比特增益系數(shù)來表示。
與每個(gè)通信通路關(guān)聯(lián)的功率電平不僅與相應(yīng)的數(shù)字增益值有關(guān)，還與每個(gè)信道的數(shù)據(jù)率有關(guān)。特別地，每個(gè)碼符號(Es)的能量正比于ri，這里ri代表歸一化的數(shù)據(jù)率。依據(jù)本發(fā)明，使正交干擾分量與實(shí)際由區(qū)站支持的其它信道正交。這些其它信道包括導(dǎo)頻、同步、無線尋呼信道，以及實(shí)際存在于被模擬蜂窩區(qū)中的分配給用戶的Nr個(gè)“真正”通信通路。
經(jīng)無線或通信信道傳輸?shù)墓β蔛的正交分量由蜂窩區(qū)控制器根據(jù)數(shù)字增益因子和相應(yīng)于一組被模擬通信通路的數(shù)據(jù)率的平均值的等價(jià)數(shù)據(jù)速率req來調(diào)節(jié)。特別地，經(jīng)無線通路輻射的功率S的正交分量被設(shè)計(jì)成以等價(jià)速率req來模擬Ns個(gè)被模擬通信通路的傳輸。
在把干擾功率S設(shè)計(jì)成模擬話音通信的示例的實(shí)施例中，使用十六個(gè)狀態(tài)的二級Markov模型來確定等價(jià)速率req。由與一對連續(xù)話音幀相關(guān)聯(lián)的話音速率(例如，全速率、半速率、四分之一速率或八分之一速率)來定義模型中的每個(gè)狀態(tài)。例如，如以下使用的，狀態(tài)“0”相應(yīng)于以全速率話音活動為特征的一對連續(xù)幀。以下的表I用于對與十六個(gè)Markov狀態(tài)中每一個(gè)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的一對話音幀規(guī)定話音活動速率。
表格I

依據(jù)二級Markov模型的原理，根據(jù)先前幀(N)和(N－1)的狀態(tài)指出的速率可確定幀(N＋1)中給定話音速率的產(chǎn)生概率。以下參考表II中的第一行，在幀(N)和(N－1)處于全速率而Markov鏈設(shè)定為狀態(tài)“0”的條件下，幀(N＋1)中存在全速率話音的概率為0.911。表II的其它部分給出對于與(N)和(N－1)相關(guān)的其它可能的Markov狀態(tài)對變到幀(N＋1)指出的話音速率的概率。
表格II


表III示出對于四個(gè)話音速率即全速率、半速率、四分之一速率和八分之一速率中的每一個(gè)作為前面幀的Markov狀態(tài)的函數(shù)而得到的一級Markov穩(wěn)定狀態(tài)的概率。表III可通過使用二級Markov技術(shù)根據(jù)包含在表II中的經(jīng)驗(yàn)的話音活動數(shù)據(jù)來產(chǎn)生。在一種方法中，把表II中的行排列成16×16的狀態(tài)轉(zhuǎn)換概率矩陣P。假定在表I中規(guī)定存在十六個(gè)狀態(tài)，則矩陣P的第(i，j)項(xiàng)代表從第i個(gè)狀態(tài)“x”轉(zhuǎn)換到第j個(gè)狀態(tài)“y”的概率p(x|y)。例如，從狀態(tài)0(全，全)轉(zhuǎn)換到狀態(tài)1(全，半)的概率p(0|1)是0.089。
依據(jù)例如H.J.Larson和B.O.Shubert著，John Wiley和Sons(1979)出版的《工程科學(xué)中的概率模型》第II卷所揭示的Markov模型理論，對于具有有限個(gè)數(shù)狀態(tài)的Markov鏈，相關(guān)的n步轉(zhuǎn)換概率可排列成隨機(jī)矩陣P(n)。在此情況下，Chapman—Kolmogorov方程式可表示為P(n＋m)＝P(n)P(m)，(27)其中P(n＋m)定義了從最初的狀態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣P(1)經(jīng)(n＋m)次轉(zhuǎn)換以后的狀態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣。當(dāng)n→∞，P(n)＝Pn＝...＝∏， (28)這里∏代表一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣。對n→∞定義矩陣∏為P(n)(x|y)∏(y)， (29)因此，當(dāng)n→∞時(shí)，狀態(tài)“y”存在的幾率接近于與“n”無關(guān)以及與初始的狀態(tài)概率無關(guān)的常數(shù)值。因此，通過解以下的矩陣方程式可獲得矩陣∏∏＝∏P，(30)這里，矩陣P也可諸如從表II中包括的那些經(jīng)驗(yàn)的話音活動統(tǒng)計(jì)編出。
表格III

參考表III，通過相應(yīng)于給定語音速率累加所有穩(wěn)定狀態(tài)概率可獲得任意幀中存在的給定話音速率的總概率。例如，累加表III“穩(wěn)定狀態(tài)概率”列中的開始四項(xiàng)，得到全速率話音活動存在于任意語音幀中的總概率(p1)是0.3696。類似地，任意幀的語音速率是八分之一速率的總概率(p4)是0.5116。
根據(jù)速率統(tǒng)計(jì)矢量P計(jì)算等價(jià)數(shù)據(jù)速率req，這里P＝p1，…，p4，它相應(yīng)于與每個(gè)話音速率的產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的一組總概率。特別地，與每個(gè)話音速率(即，全速率＝1.0，半速率＝0.5，四分之一速率＝0.25，八分之一速率＝0.125)有關(guān)的分?jǐn)?shù)值被其相應(yīng)的總概率(即，被p1，p2，p3，或p4)乘，得到的四個(gè)乘積項(xiàng)相加以獲得req。
在示例的系統(tǒng)中，每個(gè)被指定為特殊蜂窩區(qū)中實(shí)際用戶裝置的通信通路與用于規(guī)定接收的用戶裝置的功率傳輸?shù)墓β士刂莆恢芷谛缘亍笆湛s”(puncture)。本發(fā)明通過把等價(jià)數(shù)據(jù)速率req改變?yōu)槭湛s數(shù)據(jù)率μ從而計(jì)入了此收縮，這里μ=p1+(112+11120.5)p2+(112+11120.25)p3+(112+11120.125)p4--(31)]]>收縮數(shù)據(jù)率的變量s2可表示為σ2=p1+(112+11120.5)p2+(112+11120.25)p3+(112+11120.125)p4-μ2--(32)]]>此功率控制位將一般具有等價(jià)于包含在給定幀中的兩個(gè)數(shù)據(jù)符號的長度的長度。因?yàn)?，在示例的?shí)施例中，在1.25毫秒的幀中存在二十四個(gè)碼符號，所以功率控制子信道占用了每個(gè)數(shù)據(jù)幀的幾乎十二分之一。
總之，傳送的干擾功率S的正交分量最好依據(jù)以下給出的“正交干擾模擬”過程產(chǎn)生。
正交干擾模擬I.規(guī)定以下輸入?yún)?shù)(a)裝入蜂窩區(qū)的用戶數(shù)Nu，Ns＝Nu－Nr，(b)分配給蜂窩區(qū)中實(shí)際用戶的通信通路數(shù)Nr，(c)規(guī)定作為用戶裝置數(shù)和其在被模擬蜂窩區(qū)中位置的函數(shù)的發(fā)射機(jī)增益查閱表，(d)速率統(tǒng)計(jì)學(xué)矢量P，P＝p1，…p4，例如，代表與經(jīng)被模擬噪聲信道發(fā)射的能量相關(guān)聯(lián)的話音或數(shù)據(jù)率，以及
(e)傾向性濾波系數(shù)(coloring filter coefficient)α，代表連續(xù)幀之間的相關(guān)度。
II.以20毫秒的時(shí)間間隔產(chǎn)生平均值為零并具有標(biāo)準(zhǔn)偏差為1，的高斯隨機(jī)變量，從而建立50Hz的隨機(jī)數(shù)據(jù)過程。最好使用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和把均勻隨機(jī)過程變換高斯分布而制得的查閱表來產(chǎn)生此隨機(jī)變量。每個(gè)隨機(jī)變量用作一個(gè)索引值，以從查閱表中找出相應(yīng)的高斯值。使用D.E.Knnth在《計(jì)算機(jī)編程序技術(shù)》(Addison—Wesley出版社1973年第二版)中描述的線性全等數(shù)列可產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。特別地，在示例的實(shí)施例中使用以下循環(huán)表達(dá)式以產(chǎn)生全等數(shù)列Xi＋1＝(Xi*A＋C)mod M.(33)III.使從查閱表中找出的每個(gè)高斯值通過數(shù)字低通濾波器。圖5示出數(shù)字低通濾波器(LPF)80的方框圖，它可從模擬LPF得到。參考圖5，使用第一乘法器82以加權(quán)因子1-a乘上每個(gè)濾波器輸入值，這里參數(shù)α相應(yīng)于濾波器80的截止頻率。把每個(gè)已加權(quán)的輸入值在加法部件或加法器84中，與由第二乘法器86產(chǎn)生的積組合。乘法器86接收參數(shù)a作為第一輸入值，并接收來自延遲部件88的加法器84的輸出的延遲形式作為第二輸入值。在較佳實(shí)施例中，參數(shù)a被選為接近于1，而濾波器時(shí)間常數(shù)選為大約持續(xù)時(shí)間的十個(gè)幀(例如，200ms)。
相應(yīng)模擬濾波器的傳遞函數(shù)是H(w)=aa+jω-----(34)]]>它產(chǎn)生的脈沖響應(yīng)為
h(t)＝a exp[-at]u(t)(35)h(t)的確定自相關(guān)由下式給出ρ(t)=h(t)*h+(-t)=F-1|H(w)|2=12exp[-a|t|]-----(36)]]>這里*是卷積運(yùn)算，而h＋(—t)是h(—t)的共軛。假定選擇參數(shù)“a”使得a＝1/kT，于是濾波相關(guān)系數(shù)在每個(gè)抽樣時(shí)刻ts為e-1，這里ts＝kT。
通過采用脈沖不變技術(shù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)字LPF80的極點(diǎn)位置(zp)等于參數(shù)α的值，即zp＝exp〔—at〕＝exp〔—1/k〕＝α。相應(yīng)地，數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)H(z)由下式給出H(z)=1-α1-αz-1-----(37)]]>它產(chǎn)生帶寬為BD=12πΣ-∞∞|H(ω)|2dω-----(38)]]>IV.由平均數(shù)據(jù)率“e”對數(shù)字濾波器80的輸出定標(biāo)，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)“f”改變輸出，這里f＝Nsμ (39)e=NsBDσ-----(40)]]>這里Ns代表蜂窩區(qū)中的被模擬用戶數(shù)，而在方程式(31)和(32)中定義了μ和σ2。在較佳實(shí)施中，為了計(jì)及數(shù)據(jù)流與功率控制信息的收縮(puncturing)，改變數(shù)據(jù)率系數(shù)“e”。
V.依據(jù)裝蜂窩區(qū)的通信通路集合數(shù)Nu和分配給實(shí)際用戶的通信通路Nr確定相應(yīng)于由干擾模擬信道發(fā)送的功率S的正交分量的數(shù)字增益。
VI.依據(jù)平均數(shù)據(jù)率對Nr個(gè)實(shí)際通信通路中的每一個(gè)調(diào)節(jié)與每個(gè)通路相關(guān)聯(lián)的FIR濾波器(圖8)的系數(shù)?？赏ㄟ^使給定FIR濾波器的系數(shù)乘上相關(guān)聯(lián)的通路的數(shù)據(jù)率的平方根實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。
模擬裝置如上所述，本發(fā)明提供了一種用于模擬內(nèi)在選定的一組通信通路上數(shù)據(jù)傳輸引起的由多址通信系統(tǒng)中用戶裝置接收的信號干擾作用的方法和設(shè)備。本發(fā)明可在通信網(wǎng)布置前估算給定多址通信系統(tǒng)的性能，或通過模擬希望在正常操作中遇到的干擾電平而允許在操作中進(jìn)行調(diào)試?？蓱?yīng)用本發(fā)明內(nèi)容的多址系統(tǒng)包括，例如，美國的稱時(shí)分多址(USTDMA)、用于移動通信的泛歐地面系統(tǒng)(GSM)、和CDMA通信系統(tǒng)。
依據(jù)本發(fā)明，通過對位于待估算用戶裝置的蜂窩區(qū)中基站發(fā)送的信號加上具有預(yù)定統(tǒng)計(jì)特性和功率電平的噪聲信號，可模擬所需的通信通路干擾電平。噪聲信號預(yù)定的統(tǒng)計(jì)特性和功率電平是鄰近基站位置相應(yīng)于待測的特殊的用戶裝置位置的函數(shù)。另一種做法是，把模擬干擾信號直接注入待測的用戶裝置的接收機(jī)。在后一例子中，對注入信號作出規(guī)定，從而計(jì)及在基站和待測的用戶裝置之間沿傳輸路徑傳播的影響。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，該圖示出示例的用戶裝置的接收部分90的簡化方框圖，該用戶裝置包括本發(fā)明較佳實(shí)施例的干擾模擬裝置。接收部分90包括用戶裝置接收機(jī)91，以及設(shè)計(jì)來模擬與設(shè)有待測用戶裝置的蜂窩區(qū)鄰近的蜂窩區(qū)中的基站產(chǎn)生的干擾。模擬裝置92產(chǎn)生的干擾信號與從用戶裝置天線94接收到的信號在加法器93中組合起來。然后由用戶裝置接收機(jī)91以通常的方式處理得到的合成信號。
模擬裝置92包括噪聲源95，用以產(chǎn)生具有預(yù)定頻譜密度的高斯白噪聲信號形式的干擾噪聲。然后來自噪聲源95的噪聲信號通過帶通濾波器96并提供給控制裝置97。噪聲濾波器96通帶的中心頻率選擇得與被模擬的基站至用戶裝置信道(即下行線路(downlink))的中心頻率相同。類似地，規(guī)定濾波器96的帶寬大體上等于待評估的多址系統(tǒng)使用的通信通路的頻譜寬度。例如，為模擬USTDMA通信系統(tǒng)中的干擾，濾波器的帶寬最好為30kHz的數(shù)量級。以相同的方式，在模擬GSH通信系統(tǒng)的過程中使用大約200kHz帶寬的濾波器。
再參考圖6，控制裝置97根據(jù)濾波器96產(chǎn)生的信號向加法器93提供干擾信號。在示例的實(shí)施例中，可通過使用可調(diào)衰減器以及信號調(diào)節(jié)電子電路實(shí)現(xiàn)控制裝置97。依據(jù)待評估的系統(tǒng)的不同方面調(diào)節(jié)衰減器以提供干擾電平。例如，所需的干擾電平一般受預(yù)期對接收到的信號干擾有貢獻(xiàn)的鄰近基站數(shù)、這些基站相應(yīng)于待評估的用戶裝置的位置，以及這些基站和用戶之間通信鏈路的特性的影響。運(yùn)用信號調(diào)節(jié)電子電路(例如，微處理器)以對干擾信號加上預(yù)定的統(tǒng)計(jì)特性。以下參考圖7更詳細(xì)地描述特別針對CDMA通信系統(tǒng)的模擬裝置。
圖7示出經(jīng)改變而包括本發(fā)明較佳實(shí)施例的干擾模擬裝置的示例的基站發(fā)射機(jī)100的方框圖。發(fā)射機(jī)100包括用于產(chǎn)生無線尋呼、導(dǎo)頻、同步、實(shí)際通信通路和基帶干擾信號ICB的蜂窩區(qū)到用戶鏈路波形發(fā)生網(wǎng)絡(luò)110。在合成經(jīng)干擾模擬信道發(fā)送的信號能量IO，B的正交分量時(shí)使用ICB信號。特別地，波形發(fā)生網(wǎng)絡(luò)110分別包括無線尋呼、導(dǎo)頻、同步、前向通信(即，數(shù)據(jù))和干擾正交分量發(fā)生器124、128、132、136和140，它們的輸出在數(shù)字加法部件或加法器142中結(jié)合在一起。手動可調(diào)衰減器(未示出)可選地插在數(shù)字加法器142和第一IF上變頻器120之間。在圖7的示例的實(shí)施例中，第一IF上變頻器120響應(yīng)于所加基帶信號IO，B提供了70MHz的輸出信號。
再參考圖7，區(qū)站發(fā)射機(jī)100還包括非正交信號干擾發(fā)生器150。干擾發(fā)生器包括第一、第二、第三和第四數(shù)字衰減器100、170、180和190，用于對模擬第i個(gè)干擾分量的發(fā)射機(jī)信道提供衰減量Lai，在示例的實(shí)施例中，i＝1，…，4。對每個(gè)衰減器160、170、180和190加上來自白噪聲發(fā)生器200的數(shù)字噪聲處理器的輸出，并根據(jù)控制器(未示出)提供的數(shù)字控制信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。然后把由衰減器160、170、180、190產(chǎn)生的干擾分量在數(shù)字加法部件或加法器210中結(jié)合在一起。在提供給數(shù)字加法器230的輸入端以前先由第二IF上變頻器220把數(shù)字加法器210的輸出的頻率轉(zhuǎn)換成70MHz。
如圖7所示，代表正交和非正交分量干擾信號在數(shù)字加法器230中結(jié)合在一起以形成合成干擾信號Sc。然后由RF發(fā)射機(jī)260把干擾信號輻射到被模擬蜂窩區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)用戶裝置(SU)。
參考圖8，示出單個(gè)干擾信道分量發(fā)生器140的實(shí)施例，它設(shè)計(jì)成可產(chǎn)生代表多至12個(gè)正交通信通路的干擾信號。特別是，可經(jīng)由第一Walsh碼W1覆蓋的第一干擾信道模擬第一組六個(gè)通信通路，而經(jīng)由第二Walsh碼W2覆蓋的第二干擾信道模擬第二組六個(gè)通信通路。每個(gè)接口被模擬信道數(shù)目的限制因素是增益設(shè)定。大的增益設(shè)定可引起飽和，它不能準(zhǔn)確地代表來自相應(yīng)數(shù)目用戶的輸出功率?？烧J(rèn)為通過使用額外的通信通路資源可得出額外的被模擬信道，從而用作額外六個(gè)被模擬通信通路提供給每個(gè)Walsh碼。
在示例的實(shí)施例中，干擾發(fā)生器140包括卷積編碼器300，用它以一預(yù)定速率(例如，9.6kbps)相同非零數(shù)據(jù)幀(D)的重復(fù)序列。輸入數(shù)據(jù)依據(jù)輸入數(shù)據(jù)率和Walsh碼W1和W2的序列長度以碼符號重復(fù)作卷積編碼。對示例的9.6kbps的輸入數(shù)據(jù)率，以速率1/2對每個(gè)符號作卷積編碼，從而產(chǎn)生19.2ksps的碼符號串。
如圖8所示，干擾分量發(fā)生器140的輸入級還包括間插器(interleaver)310、模2加法器或者異或門315，以及用于產(chǎn)生PN擾碼(crambling cole)PN碼的長PN碼發(fā)生器317和抽取器(decimator)319。來自編碼器300的已編碼的數(shù)據(jù)供給間插器310，在實(shí)施例中，在該處進(jìn)行卷積。然后把來自間插器310的符號數(shù)據(jù)以示例的19.2ksps的速率輸出到異或門315的輸入端，并由抽取器319提供給異或門315輸入端的PN擾碼PN碼序列進(jìn)行擾碼。
PN發(fā)生器317進(jìn)行運(yùn)作以依據(jù)所加的PN掩模對抽取器提供固定片碼速率為1.228Mchp/s的長PN碼。使用PN掩模在給用戶提供單一性的PN碼中形成移動。抽取器319通過使用PN碼發(fā)生器317產(chǎn)生的每64個(gè)片碼中的一個(gè)從長PN碼中產(chǎn)生示例速率為19.2ksps的擾碼PN碼。在較佳實(shí)施例中，提供給抽取器319的重復(fù)長碼是持續(xù)時(shí)間為242-1個(gè)PN片碼，并依據(jù)多項(xiàng)式p(x)由發(fā)生器317循環(huán)地得出，這里p(x)＝x42＋x35＋x33＋x31＋x27＋x26＋x25＋x22＋x21＋x19＋x18＋x17＋x16＋x10＋x7＋x6＋x5＋x3＋x2＋x1＋1(41)更具體些說，發(fā)生器317通過取42比特PN掩模和42比特狀態(tài)矢量模2的內(nèi)積來產(chǎn)生長碼的每個(gè)PN片碼。
異或門315的輸出提供到兩個(gè)模2加法器或者異或門321和323的每個(gè)模2加法器或者異或門的輸入端。Walsh碼序列W1作為第二輸入提供給異或門321，而Walsh碼序列W2作為第二輸入提供給異或門323。符號數(shù)據(jù)和Walsh序列W1由異或門321模2(異或地)相加，而把結(jié)果作為輸入提供給兩個(gè)加法器或異或門327和329的每一個(gè)。相應(yīng)于特殊蜂窩區(qū)扇區(qū)或地址的偽隨機(jī)噪聲PN1和PNQ序列作為第二輸入分別提供給異或門327和329。PNI和PNQ信號分別與異或門321提供結(jié)果的輸出進(jìn)行異或，而異或門的輸出又分別作為有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器333和335的輸入。根據(jù)間插器310標(biāo)示的輸入數(shù)據(jù)率對輸入符號濾波。來自FIR濾波器333和335經(jīng)濾波的信號提供給包括兩個(gè)增益控制部件337和339的發(fā)射功率控制電路的一部分。依據(jù)本發(fā)明，如上述(參考“正交干擾模擬”過程)得到的7比特增益控制字G1提供給兩個(gè)增益控制部件337和339中的每一個(gè)。再這樣選擇增益控制字G1的值，從而經(jīng)由Walsh符號W1覆蓋的干擾模擬信道輻射的功率S的正交分量相應(yīng)于Ns個(gè)被模擬的通信通路以等價(jià)速率req傳輸，這里Ns＝{1，2，3)。在通信通路載有聲音數(shù)據(jù)的實(shí)施例中，增益控制字G1最好以20毫秒的時(shí)間間隔更新，以適當(dāng)?shù)啬M話音活動中的波動。從增益控制部件337和339輸出的信號在數(shù)據(jù)合成器343中結(jié)合在一起，運(yùn)作該數(shù)據(jù)合成器以產(chǎn)生第一基帶干擾信號IO，B1。
如圖8所示，擾碼符號數(shù)據(jù)也使用異或門323與Walsh序列W2進(jìn)行異或，得到的結(jié)果作為輸入提供至兩個(gè)模2加法器或者異或門349和351中的每一個(gè)。還把偽隨機(jī)噪聲PNI和PNQ作為第二輸入分別送至異或門349和351，從而與異或門323的輸出作模2加(異或)。由有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器353和355對異或門323產(chǎn)生的符號流進(jìn)行濾波，所得的經(jīng)濾波的信號送至包括增益控制部件357和359的發(fā)射功率控制電路的一部分。這樣選擇7比特增益控制字G2，從而相應(yīng)于所需個(gè)數(shù)的被模擬信道(即，0，1，2或3)由Walsh符號W2覆蓋的正交干擾分量被送至增益控制部件357和359。從增益控制部件357和359輸出的信號在數(shù)據(jù)合成器343中結(jié)合在一起，以產(chǎn)生第二基帶干擾信號IO，B2。通過疊加兩個(gè)IO，B1和IO，B2信號把它們由數(shù)據(jù)合成器343再行結(jié)合，以產(chǎn)生合成基帶干擾信號ICB。由數(shù)據(jù)合成器343輸出此信號ICB并作為輸入送至數(shù)字加法器142(圖7)。
較佳實(shí)施例的以上描述使本技術(shù)領(lǐng)域中任何熟練技術(shù)人員能使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的不同變化將對本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員來說很明顯的。因此，本發(fā)明不只限于這里示出的實(shí)施例，而是依據(jù)與這里揭示的原理和新特點(diǎn)相符的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于模擬由至少一個(gè)通信信道傳遞的消息的通信系統(tǒng)中信號干擾的方法，其特征在于包括以下步驟對于在所述通信系統(tǒng)中經(jīng)第一組被模擬通信信道的信號傳輸確定第一合成信號能量；確定所述第一合成信號能量的第一平均數(shù)據(jù)率；以及響應(yīng)根據(jù)所述第一合成信號能量和平均數(shù)據(jù)率的第一干擾信號來調(diào)節(jié)經(jīng)所述一個(gè)通信信道傳輸?shù)男盘柲芰康碾娖健?br> 2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括以下步驟確定與經(jīng)第二組被模擬的通信信道的信號傳輸有關(guān)的第二合成信號能量；確定所述第二合成信號能量的第二平均數(shù)據(jù)率；以及根據(jù)所述第二合成信號能量和第二平均數(shù)據(jù)率產(chǎn)生第二干擾信號。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括響應(yīng)所述第二干擾信號改變所述第一干擾信號的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)以下步驟產(chǎn)生所述第一干擾信號的步驟產(chǎn)生一隨機(jī)變量序列；以及根據(jù)預(yù)定的相關(guān)函數(shù)對所述隨機(jī)變量的序列濾波以使它們的頻譜具有一定形狀。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述第一平均數(shù)據(jù)率對所述隨機(jī)變量序列定標(biāo)的步驟。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述第一合成信號能量的大小改變所述隨機(jī)變量序列的步驟。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于確定第一平均數(shù)據(jù)率的步驟包括建立用于使用戶經(jīng)所述模擬通信系統(tǒng)通信道發(fā)射的一組數(shù)據(jù)率的步驟。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括以下步驟確定分配給所述通信系統(tǒng)的系統(tǒng)用戶的多個(gè)真實(shí)通信通路；相應(yīng)于所需的被模擬通信信道數(shù)和所述真實(shí)通信通路數(shù)之間確定被模擬的通信信道的等價(jià)數(shù)目；通過估算經(jīng)所述等價(jià)數(shù)目的通信信道傳輸?shù)男盘柲芰康目偤蛠泶_定第一合成信號能量；確定第一平均數(shù)據(jù)率，在所述數(shù)據(jù)率下經(jīng)所述等價(jià)數(shù)目的通信信道傳輸所述信號能量；以及產(chǎn)生其能量根據(jù)所述第一合成信號能量和平均數(shù)據(jù)率的第一干擾信號。
9.在用戶使用多個(gè)基站(每個(gè)基站包括至少一個(gè)使用多址形式的通信信號經(jīng)至少一個(gè)信道傳遞消息的基站發(fā)射機(jī))中的至少一個(gè)基站相互交換消息信號的無線通信系統(tǒng)中，用于模擬在所述至少一個(gè)信道中的信號干擾功率的方法，其特征在于包括以下步驟對于在所述通信系統(tǒng)中經(jīng)至少由所述至少一個(gè)基站服務(wù)的第一組被模擬通信信道信號傳輸確定第一合成信號能量；確定所述第一合成信號能量的第一平均數(shù)據(jù)率；以及產(chǎn)生其能量根據(jù)所述第一合成信號能量和平均數(shù)據(jù)率的第一干擾信號。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括經(jīng)所述至少一個(gè)通信信道發(fā)射所述第一干擾信號的步驟。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括提供所述第一干擾信號，作為向由所述基站提供服務(wù)的至少一個(gè)通信系統(tǒng)用戶接收機(jī)的輸入的步驟。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述遠(yuǎn)地用戶使用碼分多址(CDMA)擴(kuò)展頻譜形式的通信信號進(jìn)行通信，并且所述基站和用戶位于此通信系統(tǒng)的第一蜂窩區(qū)中，其中確定第一合成信號能量的步驟包括以下步驟相應(yīng)于在所述第一組中的預(yù)定的所需信道的總數(shù)和在所述第一蜂窩區(qū)中實(shí)際使用的真實(shí)信道數(shù)之間的差確定被模擬信道的等價(jià)數(shù)目；通過估算經(jīng)所述等價(jià)數(shù)目的被模擬信道傳輸?shù)男盘柲芰康目偤蛠泶_定合成信號能量。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于確定第一平均數(shù)據(jù)率的步驟包括確定第一數(shù)據(jù)率的步驟，用戶以此速率經(jīng)所述等價(jià)數(shù)目的模擬信道傳遞所述信號能量。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于還包括監(jiān)視所述通信系統(tǒng)的信道以確定使用的真實(shí)信道數(shù)目的步驟。
15.一種用于模擬通信系統(tǒng)一個(gè)信道中的信號干擾的方法，其中經(jīng)至少一個(gè)這樣的通信信道交換消息，所述通信系統(tǒng)包括具有第一基站發(fā)射機(jī)(經(jīng)所述通信信道從該發(fā)射機(jī)發(fā)射消息)的第一蜂窩區(qū)，其特征在于所述方法包括以下步驟確定與經(jīng)第一組被模擬通信信道從所述基站發(fā)射機(jī)以第一平均數(shù)據(jù)率的信號傳輸有關(guān)的正交信號能量；確定與不位于所述第一蜂窩區(qū)中的基站發(fā)射機(jī)以第二平均數(shù)據(jù)率的信號傳輸有關(guān)的非正交信號能量；以及根據(jù)所述正交和非正交信號能量調(diào)節(jié)至少經(jīng)所述第一通信信道傳輸?shù)男盘柲芰康墓β省?br> 16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于還包括經(jīng)所述至少一個(gè)通信信道傳輸所述第一干擾信號的步驟。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)以下步驟產(chǎn)生所述第一干擾信號的步驟產(chǎn)生一隨機(jī)變量序列；以及通過根據(jù)預(yù)定的相關(guān)函數(shù)對所述隨機(jī)變量的序列濾波以使它們的頻譜具有一定形狀。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述第一平均數(shù)據(jù)率對所述隨機(jī)變量序列定標(biāo)的步驟。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述通信系統(tǒng)包括無線電話/數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中遠(yuǎn)地用戶位于多個(gè)蜂窩區(qū)中并使用碼分多址(CDMA)擴(kuò)展頻譜形式的通信信號把消息信號傳到位于所述第一蜂窩區(qū)中的所述基站。
20.一種用于模擬在通信系統(tǒng)(其中一個(gè)蜂窩區(qū)中的基站經(jīng)這樣的通信信道與其它用戶交換消息信號)的至少一個(gè)通信信道中的信號干擾的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括用于提供電子噪聲信號的裝置；根據(jù)經(jīng)第一組被模擬信道由所述基站發(fā)射的信號能量的確定來產(chǎn)生噪聲強(qiáng)度控制的信號的控制器裝置；以及響應(yīng)所述噪聲強(qiáng)度控制信號調(diào)節(jié)所述噪聲信號能量的裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制器裝置還包括用于確定第一平均數(shù)據(jù)率的裝置，所述基站以此速率發(fā)射所述信號能量，并且把所述控制器裝置設(shè)計(jì)成使所述噪聲強(qiáng)度控制信號又部分地根據(jù)此第一平均數(shù)據(jù)率而確定。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括為模擬經(jīng)所述通信信道的傳輸而于把所述經(jīng)調(diào)節(jié)的信號能量作為第一干擾信號發(fā)射的裝置。
23.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制器裝置包括用于確定在所述通信系統(tǒng)中經(jīng)其它被模擬信道發(fā)射的信號能量的裝置，并且把所述控制器裝置設(shè)計(jì)成使所述噪聲強(qiáng)度控制的信號又部分地根據(jù)經(jīng)所述其它被模擬信道發(fā)射的所述信號能量。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括為模擬其它基站的傳輸而用于發(fā)射第二干擾信號的裝置。
25.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于所述通信系統(tǒng)包括無線電話/數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中遠(yuǎn)地用戶位于多個(gè)蜂窩區(qū)中并使用碼分多址(CDMA)擴(kuò)展頻譜形式的通信信號把消息信號傳到位于所述第一蜂窩區(qū)中的所述基站。
26.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于所述用于提供電子噪聲的裝置包括在預(yù)定的帶寬內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)均勻頻譜密度的噪聲的裝置。
27.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制器裝置包括用于表示經(jīng)第一組被模擬通信信道信號傳輸?shù)碾S機(jī)高斯控制過程的裝置，所述控制過程根據(jù)相應(yīng)于所述信號傳輸?shù)钠骄鶖?shù)據(jù)率和平均功率波動的第一和第二高斯過程；根據(jù)所述隨機(jī)高斯控制過程對所述電子噪聲進(jìn)行濾波的裝置；以及用于經(jīng)所述一個(gè)通信信道傳輸所述經(jīng)濾波的電子噪聲的裝置。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制器裝置包括用于產(chǎn)生一系列隨機(jī)變量序列的裝置；以及用于根據(jù)所述平均數(shù)據(jù)率對所述隨機(jī)變量序列定標(biāo)的裝置。
29.如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制器裝置還包括根據(jù)所述第一合成信號能量的大小改變所述隨機(jī)變量序列的裝置。
30.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于把所述控制器裝置設(shè)計(jì)成使用以預(yù)定的速率產(chǎn)生的隨機(jī)高斯控制的變量而產(chǎn)生所述噪聲強(qiáng)度控制信號。
31.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制器裝置包括用于產(chǎn)生相應(yīng)于以預(yù)定的速率的高斯隨機(jī)變量的第一二進(jìn)制序列的第一裝置；以及根據(jù)估算的所述至少一個(gè)信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的相關(guān)時(shí)間濾對所述第一二進(jìn)制序列進(jìn)行濾波的裝置。
32.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制器裝置包括用于產(chǎn)生相應(yīng)于以預(yù)定的速率的高斯隨機(jī)變量的第二二進(jìn)行序列的第二裝置；以及根據(jù)估算的由其它基站傳輸?shù)男盘枌λ龅诙M(jìn)制序列進(jìn)行濾波的裝置。
33.在經(jīng)至少一個(gè)通信信道傳輸消息的通信系統(tǒng)中，一種用于模擬在所述一個(gè)通信信道中的干擾的系統(tǒng)，其特征在于包括電子噪聲源，所述電子噪聲源在預(yù)定帶寬內(nèi)具有相當(dāng)均勻的頻譜密度；用于產(chǎn)生表示經(jīng)由第一組被模擬通信信道的信號傳輸?shù)碾S機(jī)高斯控制過程的控制器裝置，根據(jù)相應(yīng)于所述信號傳輸?shù)钠骄鶖?shù)據(jù)率和平均功率的波動的第一和第二高斯過程形成所述控制過程；耦合至所述電子噪聲源的濾波器，用于根據(jù)所述第一隨機(jī)高斯控制過程對所述電子噪聲進(jìn)行濾波；以及耦合至所述濾波器的傳輸器，用于經(jīng)所述一個(gè)通信信道發(fā)射所述經(jīng)濾波的電子噪聲。
34.如權(quán)利要求33所述系統(tǒng)，其特征在于所述控制器包括用于產(chǎn)生一隨機(jī)變量序列的隨機(jī)變量發(fā)生器；以及用于根據(jù)所述第一平均數(shù)據(jù)率對所述隨機(jī)變量序列進(jìn)行定標(biāo)的定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。
35.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制器還包括用于產(chǎn)生表示經(jīng)第二組被模擬通信信道的信號傳輸?shù)牡诙S機(jī)高斯控制過程的網(wǎng)絡(luò)，所述第二控制過程根據(jù)相應(yīng)于經(jīng)所述第二組被模擬通信信道的所述信號傳輸?shù)牡诙骄鶖?shù)據(jù)率和第二平均功率波動的第三和第四高斯過程來形成。
36.用于模擬通信系統(tǒng)(其中用戶之間經(jīng)多個(gè)通信信道交換消息信號)中通信信道之間信號干擾的裝置，其特征在于包括用于相應(yīng)于所述通信系統(tǒng)中經(jīng)所需第一組被模擬信道發(fā)射的信號確定第一合成信號能量的裝置；用于確定經(jīng)所述第一組被模擬信道發(fā)射的所述信號的第一平均數(shù)據(jù)率的裝置；以及用于產(chǎn)生其信號能量根據(jù)所述第一合成信號能量和第一歸一化數(shù)據(jù)率的第一干擾信號的裝置。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于還包括用于相應(yīng)于由所述第二組被模擬信道傳輸?shù)男盘柕男盘柲芰康目偤痛_定第二合成信號能量的裝置；用于確定由所述第二組被模擬信道傳輸?shù)乃鲂盘柕牡诙w一化數(shù)據(jù)率的裝置；以及響應(yīng)于所述第二合成信號能量和第二歸一化數(shù)據(jù)率改變所述第一干擾信號的裝置。
38.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于用于確定第一合成信號能量的所述裝置包括用于確定所述通信系統(tǒng)中使用的真實(shí)信道數(shù)的裝置；通過從所述第一組中的所述所需被模擬信道數(shù)中減去所述真實(shí)信道數(shù)來確定被模擬的信道的等價(jià)數(shù)目的裝置；根據(jù)所述信道的等價(jià)數(shù)目確定標(biāo)稱的第一信號能量的裝置；以及使用隨機(jī)變量函數(shù)在所述標(biāo)稱第一信號能量中產(chǎn)生變化的裝置。
39.用于在通信系統(tǒng)(其中用戶之間經(jīng)多個(gè)通信信道交換消息信號)中通信信道之間模擬信號干擾的裝置，其特征在于包括能量選擇器，用于相應(yīng)于所述通信系統(tǒng)中第一組所需數(shù)目的被模擬信道傳輸?shù)男盘柕男盘柲芰康目偤洼敵龅谝缓铣尚盘柲芰浚辉O(shè)計(jì)成輸出用于由所述第一組被模通擬道傳輸?shù)乃鲂盘柕牡谝粴w一化數(shù)據(jù)率的數(shù)據(jù)率發(fā)生器；以及耦合至所述能量選擇器和所述數(shù)據(jù)率發(fā)生器的第一干擾信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生其信號能量根據(jù)第一合成信號能量和第一歸一化數(shù)據(jù)率的信號。
40.如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于所述第一干擾信號發(fā)生器包括至少一個(gè)電子噪聲信號發(fā)生器，它所具有的輸出能量強(qiáng)度響應(yīng)于控制信號的輸入可調(diào)；以及至少一個(gè)噪聲強(qiáng)度控制器，它具有耦合至所述噪聲源發(fā)生器的控制輸入端的控制信號輸出端以及耦合至所述能量選擇器和數(shù)據(jù)率發(fā)生器的輸入端，所述控制信號的值響應(yīng)于所述被模擬信道的所述信號能量和數(shù)據(jù)率的變化而改變。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于還包括至少一個(gè)第二能量選擇器，用于相應(yīng)于經(jīng)所述通信系統(tǒng)中第二套所需數(shù)目的被模擬信道傳輸?shù)男盘柕男盘柲芰康目偤洼敵龅诙铣尚盘柲芰浚约鞍阉鲈肼晱?qiáng)度控制器設(shè)計(jì)成也接收來自所述第二能量選擇器的輸入并使信號的產(chǎn)生部分根據(jù)由所述其它被模擬信道傳輸?shù)乃鲂盘柲芰俊?br> 42.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于所述噪聲強(qiáng)度控制器包括以預(yù)定速率產(chǎn)生高斯隨機(jī)變量的第一二進(jìn)制序列發(fā)生器；以及根據(jù)所述傳輸?shù)男盘柲芰克d的數(shù)據(jù)信號的估算的相關(guān)時(shí)間來對所述第一二進(jìn)制序列進(jìn)行接收和濾波的連接的第一序列濾波器。
43.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于所述噪聲強(qiáng)度控制器包括以預(yù)定速率產(chǎn)生高斯隨機(jī)變量的第二二進(jìn)制序列發(fā)生器；以及根據(jù)所述傳輸?shù)男盘柲芰克d的數(shù)據(jù)信號的估算的相關(guān)時(shí)間來對所述第二二進(jìn)制序列進(jìn)行接收和濾波的連接的第二序列濾波器。
44.如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于所述通信系統(tǒng)是蜂窩式通信系統(tǒng)，其中多個(gè)蜂窩區(qū)中的用戶相互之間使用包含在第一個(gè)所述蜂窩區(qū)中并具有一個(gè)基站發(fā)射機(jī)的至少一個(gè)基站來交換消息信號。
45.如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于所述通信系統(tǒng)包括無線電話數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中遠(yuǎn)地用戶位于多個(gè)蜂窩區(qū)中并使用碼分多址(CDMA)擴(kuò)展頻譜形式的通信信號把消息信號傳到具有一個(gè)接收機(jī)并位于第一個(gè)蜂窩區(qū)中的至少一個(gè)基站。
全文摘要
一種用于在蜂窩式或無線用戶電話和/或數(shù)據(jù)系統(tǒng)等通信系統(tǒng)的一個(gè)通信信道中模擬信號干擾的方法和裝置。此通信系統(tǒng)可以是蜂窩式的，其中來自多個(gè)蜂窩區(qū)的用戶使用至少一個(gè)基站(12，14)和碼分多址(CDMA)擴(kuò)展頻譜形式的通信信號(20，22，24，26)而互相交換消息信號?；?12，14)位于第一個(gè)蜂窩區(qū)中，并具有一個(gè)發(fā)射機(jī)(260)，從它經(jīng)至少一個(gè)通信信道把消息傳輸?shù)接脩粞b置(16，18，SU)。
文檔編號H04B17/00GK1130451SQ95190630
公開日1996年9月4日 申請日期1995年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月13日
發(fā)明者薩米爾·S·蘇萊曼 申請人:夸爾柯姆股份有限公司