CN1211965C - 用于多点对一点的同步cdma网的发送设施、接收设施和捕获方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种用于多点对一点CDMA网(NET)中使捕获信号对信息信号的干扰最小的捕获方法。捕获信号按一种不同于信息信号的CDMA通信码的特定捕获码进行编码。此外，捕获信号以比信息信号小的幅度进行发送。在接收端，捕获信号通过相关(11)和后续累加(12)进行检测。这种方法使信息信号的传输容量最大化。另外，因为可以在计入估算的冲突终端(2、3、4、5)使用自适应竞争分辨技术，所以捕获时间被降低。

Description

用于多点对一点的同步CDMA网的 发送设施、接收设施和捕获方法

技术领域

本发明涉及用于多点对一点的同步CDMA网的发送设施和接收设施，和涉及用于多点对一点的同步CDMA网的捕获方法。

背景技术

多点对一点的同步CDMA网(CDMA＝码分多址)正在日益增多地使用在交互式通信网的上行信道中。交互式通信网被设计成例如，HFC(混合光纤/同轴)或HFR(混合光纤/无线)网。对于下行信道，使用含有接着同轴电缆或无线网的光馈送器的一点对多点网络。上行信道日益增加地使用多点对一点网，例如CDMA网，这种网可以被设计成光、电、或无线的网络，或者设计成混合网络。

在具有一个中心和多个终端的同步CDMA网中，各终端必须被以频率和相位锁定到该中心的主时钟上。而主时钟是通过下行信道发送到各个终端的，其中具有相位校正的频率同步和相位同步是利用锁相环(PLL)产生它们各自时钟信号来实现的。为了实现同步，每个终端通过多点对一点CDMA网的上行信道发送捕获信号到中心。

WO97/08861公开了一种捕获方法，其中各捕获信号按CDMA编码形式被发送到中心。上行信道被分为第一时间范围和第二时间范围，该第一时间范围预定用于信息信号的传输，而该第二时间范围预定用于捕获信号的传输。因此，该第二时间范围不能用于信息的传输，从而使得现存的传输容量得不到最佳的利用。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种捕获方法，该方法在信息的传输过程中将捕获过程的影响减至最小。

本发明提供了一种用于多点对一点的同步CDMA网的发送设施，包括用于产生CDMA编码信息信号的单元，其特征在于，还包括：

用于产生捕获信号的单元，其中该捕获信号被按非CDMA通信码的捕获码进行编码，而该捕获信号的电平可被遥控地调整，该捕获信号在与信息信号相同的传输信道中进行发送，以及该捕获码的长度短于CDMA通信信号的长度至少5倍。

本发明还提供了一种用于多点对一点的同步CDMA网的接收设施，包括用于接收和检测CDMA编码的信息信号的单元和用于接收和检测捕获信号的单元，用于接收和检测捕获信号的单元包括用于利用非CDMA通信码的捕获码相关至少两个连续发送的相同捕获信号的逻辑相关器，和用于累加各相关的捕获信号的累加器，借助于所述逻辑相关器和累加器可以对各捕获信号进行检测，该捕获信号是在与信息信号相同的传输信道上发送的，以及该捕获码的长度短于CDMA通信信号的长度至少5倍。

本发明还提供了一种用于多点对一点的同步CDMA网的捕获方法，该网包括至少两个终端和中心，各终端发送CDMA编码的信息信号和捕获信号到中心；

其特征在于，为了实现同步，每个终端连续向中心发送至少两个相同的捕获信号，该捕获信号的信号电平是由中心遥控可调整的和该捕获信号是在与信息信号相同的信道上发送的，以及该中心通过利用非CDMA通信码的捕获码逻辑相关该捕获信号和通过随后对经相关的捕获信号进行累加来检测该捕获信号，以及该捕获码的长度短于CDMA通信信号的长度至少5倍。

代替在时间上交织信息信号和捕获信号，建议将捕获信号叠加在信息信号上同时进行传输。捕获信号被按照不同于信息信号的CDMA通信码的特殊的捕获码进行编码。此外，捕获信号利用幅度小于信息信号的形式被传输，使得不至于过份干扰信息信号的传输。在接收端，各个捕获信号利用相关和继之的累加进行检测。利用这种方法，对于信息信号的传输容量被最大化。因此，在上行信道中不再有任何时间间隙/范围；信息信号可以被连续地传输。因此，因为不再需要等待其中捕获信号必须被传输的一个时间间隙/范围，所以捕获时间被减少，并且现在捕获信号可以在任何时间传输。此外，计入估算的冲突信号的数量，可以利用自适应竞争分辨技术。通过大大地短于CDMA通信码的特殊捕获码的使用，降低了用于检测捕获信号的硬件的复杂性。

再有，消除了在上行信道中对帧结构的需求，和因此对于某些电路部件，诸如控制单元等等，从而简化了整个网络的实现。因此可以选择有利于信息传输的结构。

通过控制信号电平，例如，在线地计入实际的信噪比，可以消除捕获信号对信息信号的不利影响。

附图说明

图1是按照本发明的多点对一点的同步CDMA网的示意方框图。

具体实施方式

本发明的其它优点在阅读完说明书后就可明白

现在将参照附图解释本发明的一个实施例，该唯一的图是按照本发明的多点对一点的同步CDMA网的示意方框图。

多点对一点的同步CDMA网NET代表被用于实现上行信道交互式通信网的一部分。为了简化说明起见，对于用作从中心到多个终端发送诸如电视信号、视频信号、控制信号之类的宽带信息的交互式通信网的下行信道，没有被示意性地表示出来。下行信道可以例如利用混合网络来实现，该混合网络从中心辐射出去，经光纤线路和光分路器组成的分配网络来互连各个终端，形成点到多点的网络。代替光线路，可以使用电的线路或无线网或混合型网。在各互连点上，使用光网络单元(ONU)、宽带光网络终端(BONT)、或基站(BS)。

代替用于下行信道和上行信道的两个分别的网络，对于下行信道和上行信道两者可以利用一个和相同的物理网。在这种情况下，利用光线路实现该网络，和不同的波长被用于下行信道和上行信道。

因此，多点对一点的同步CDMA网NET代表实现交互式通信网的上行信道的一种方式。该网包括在该实施例中经光纤线路和光耦合器6连接到4个终端2、3、4、5的中心1，在真实的网络中，该中心被连接到例如1000个终端。

还被称为“头端(head end)”的中心1包括用于接收由终端2、3、4、5发送的信息信号，诸如对视频信号传输(“video-on-demand，视频点播”)的或来自因特网的网页的请求，和由终端2、3、4、5发送的捕获信号。中心1还包括处理接收信号的控制单元13。控制单元13被设计为例如处理器加存储器、寄存器等等。控制单元13具有到在下行信道中发送信息信号的发送单元的接口(未示出)，和如果需要，还包括另外的一些接口，诸如用于获得电视信号接入的到电视台的接口、用于获得因特网接入的到因特网服务提供商的接口、用于获得视频接入的到视频服务器的接口。

中心1的接收设施10被设计用于多点对一点的同步CDMA网NET，和因此包含用于接收和检测CDMA编码信息信号的单元15和用于接收和检测捕获信号的单元11、12。单元11、12包括用于相关至少两个串行发送的与非CDMA通信码的捕获码相同的捕获信号的逻辑相关器11，和用于累加被相关的捕获信号的累加器12。每个捕获信号的电平经中心1进行遥控调整。按另外一种方案，中心1规定必须不能超过的最大电平，以便不直接进行调整。例如中心1调整信号电平，使得所有同时发送的捕获信号的电平和比所有同时发送的信息信号的电平和低至少10dB。为实现此目的，中心测量通过上行信道接收的所有信号电平并由此计算最佳信号电平，该电平通过下行信道发送到各终端。例如，该允许的信号电平值的后续发送的测量按预定的时隙周期性地进行。在中心1接收的信息信号的信噪比必须不能被捕获信号所变坏，或这种变坏必须是可忽略的。捕获信号在与信息信号相同的信道中被进行发送。另外，还提供一个单元14，该单元包含用于将接收的光信号变换为电信号以便作进一步处理的光电变换器。如果需要，该电信号被传送到一个放大器、一个滤波器、一个均衡器等等。被放大的信号然后被馈送到单元15和单元11、12。

终端2、3、4、5通常指机顶单元、机顶盒、解码器、ADSL、调制解调器、或XDSL调制解调器等等。每个终端2、3、4、5包含用于发送由它产生的信息信号的发送设施20，这些信号诸如用于视频传输(“视频点播”)或来自因特网的网页的请求信号，和用于在中心1登录和捕获的由它产生的捕获信号。每个终端2、3、4、5还包括一个用于处理通过下行信道接收的信号的控制单元(未示出)。该控制单元被设计为例如处理器加存储器、寄存器等等。该控制单元例如具有用于接收经遥控器发送的请求信号的红外接口和用于显示通过下行信道接收的信息的到电视机和/或计算机的接口。

终端2的发送设施20被设计为用于多点对一点的同步CDMA网NET。发送设施20包含用于产生CDMA编码的信息信号的单元23和用于产生捕获信号的单元21。捕获信号被按非CDMA通信码的捕获码进行编码。通常，捕获信号的电平要显著地，例如至少10dB，例如20dB的水平低于有效终端2、3、4、5的信息信号的电平和。捕获信号的功率可以进行动态地变化，例如按照同时同步终端的数量自适应地变化。对信号功率进行选择，使得所有同步终端的信号功率和不损害信息的传输。捕获信号可以含有各种控制信号，诸如同步的开始、待发送信号的数量、发送功率、竞争分辨信号。待发送的捕获信号的功率可以由中心1通过下行信道遥控进行规定。捕获信号是在与信息信号相同的信道中进行发送的。还设置一个单元22。单元22包含，例如，用于将电信息和捕获信号变换为光信号和用于通过光纤线路发送光信号的电光变换器。该单元可以包括一个防止捕获信号和信息信号同时进行发送的开关。为了实现同步，仅仅捕获信号被发送，和在信息传输期间仅仅信息信号被发送。在另外一种方案中，一个耦合器被用于替代这个开关。

下面讨论一种用于多点对一点的同步CDMA网NET的捕获方法，在这个实施例中该网络包括4个终端2、3、4、5和中心1。

终端2、3、4、5已经被同步地发送CDMA编码的信息信号到中心1。该CDMA编码是利用正交码来执行的。每个终端2、3、4、5被分配以一个或多个单独的码，利用这些码终端在进行传输前编码它的信息，即待发送的数据。该CDMA码例如是扩展优先相位黄金码或沃尔什—汉明码，每个码具有128码片的长度。

但是，某些终端，例如终端5和6已经被同步和在预定信道中利用不同的CDMA通信码向中心1连续发送信息信号，但仍有未同步的终端，例如终端2可以，通过产生它连续向中心1发送多次的捕获信号，在任何时间和与发送信息信号同时地进行同步。捕获信号的电平低于由终端正在发送的信息信号的电平。例如，所有同步的终端的捕获信号的电平和比所有终端发送用户信息的信息信号的电平和低20dB。这保证捕获信号损害信息传输的程度仅在一种可忽略的范围。

捕获信号在与信息信号相同的信道中进行发送。这消除了对于其中各个时间范围仅被特定的传输所使用的帧的需要，而每个终端2、3、4、5在任何时间自由地发送它的捕获信号，同时发送其它终端2、3、4、5的信息信号。

在中心1，通过与非CDMA码的捕获码的逻辑相关11和随后对经相关的捕获信号的累加12来检测所接收的捕获信号。

捕获码例如是具有11个码片长度的Barker码。因此捕获码的长度比CDMA通信码至少短5倍。这简化了捕获码的检测。此外，较短的码降低了在传输时的损害。捕获信号可以例如，通过以预定信号功率简单地发送Barker码来产生。另外一方面，终端2、3、4、5的地址可以利用Barker码进行调制和然后进行发送。

累加器12例如设计成寄存器或积分器等等。

逻辑相关器被设计为一个被调谐到捕获码，例如Barker码的匹配滤波器。

如果利用相干检测，则首先执行相关和，然后进行累加。如果利用准相干检测，则在进行累加之后，接着进行平方操作。如果利用非相干检测，则首先执行相关、然后进行平方操作、最后进行累加操作。

本发明的优选实施例中，接收设施10的特征在于，提供至少两个逻辑相关器和至少两个累加器，用于检测至少两个具有不同的与信息信号的时间关系的捕获信号。多个逻辑相关器可以被包含在一个匹配滤波器中，但是每个相关器也可以设计成一个单独的匹配滤波器。不同捕获码的附加使用具有这样一个优点，即在同时捕获的事务中，不同终端2、3、4、5可以被更快地区分，使得捕获处理速度加快。

在对捕获信号进行检测以后，与捕获码的数量无关地，冲突检测算法被启动，来检测由两个或三个终端2、3、4、5同时进行的捕获尝试。为此，使用两个或多个时间分级的逻辑相关器。仅当单个终端2、3、4、5已经例如通过在下行信道发送的阻塞信号而被隔离的情况下，在分路算法的控制下，终端2、3、4、5对此响应，将执行后续的各个同步步骤，诸如识别、认证、通信等等。

Claims (12)

1、一种用于多点对一点同步CDMA网(NET)的发送设施(20)，包括用于产生CDMA编码信息信号的单元(23)，其特征在于，还包括：

用于产生捕获信号的单元(21)，其中该捕获信号被按非CDMA通信码的捕获码进行编码，而该捕获信号的电平可被遥控地调整，该捕获信号在与信息信号相同的传输信道中发送；以及

该捕获码的长度短于CDMA通信信号的长度至少5倍。

2、按照权利要求1所述的发送设施，其特征在于，该捕获码是Barker码。

3、一种用于多点对一点的同步CDMA网(NET)的接收设施(10)，包括用于接收和检测CDMA编码的信息信号的单元(15)和用于接收和检测捕获信号的单元(11、12)，用于接收和检测捕获信号的单元(11，12)包括用于利用非CDMA通信码的捕获码相关至少两个连续发送的相同捕获信号的逻辑相关器(11)，和用于累加经相关的捕获信号的累加器(12)，借助于所述逻辑相关器和累加器可以对该捕获信号进行检测，该捕获信号是在与信息信号相同的传输信道上发送的，以及该捕获码的长度短于CDMA通信信号的长度至少5倍。

4、按照权利要求3所述的接收设施，其特征在于，该捕获码是Barker码。

5、按照权利要求3所述的接收设施(10)，其特征在于，提供至少两个逻辑相关器和至少两个累加器，用于检测至少两个具有不同的与CDMA信号的时间关系的捕获信号和/或允许使用两个或更多的捕获码。

6、按照权利要求3或5所要求的接收设施，其特征在于，至少一个匹配滤波器用作实现一个或多个相关器。

7、按照权利要求3所述的接收设施(10)，其特征在于，在累加之前或之后执行平方操作。

8、一种用于多点对一点的同步CDMA网(NET)的捕获方法，该网包括至少两个终端(2、3、4、5)和中心(1)，各终端(2，3，4，5)发送CDMA编码的信息信号和捕获信号到中心(1)；

其特征在于，为了实现同步，每个终端(2、3、4、5)连续向中心(1)发送至少两个相同的捕获信号，该捕获信号的信号电平是由中心(1)遥控可调整的，该捕获信号是在与信息信号相同的信道上发送的，以及特征在于，该中心(1)通过利用非CDMA通信码的捕获码逻辑相关(11)该捕获信号和通过随后对经相关的捕获信号进行累加(12)来检测该捕获信号，以及该捕获码的长度短于CDMA通信信号的长度至少5倍。

9、按照权利要求8所述的方法，其特征在于，该捕获码是Barker码。

10、按照权利要求8所述的方法，其特征在于，在累加之前或之后执行平方操作。

11、按照权利要求8所述的方法，其特征在于，在估算正在冲突的终端(2、3、4、5)的数目后，使用不同的竞争分辨技术。

12、按照权利要求8所述的方法，其特征在于，该中心(1)按这样一种方式遥控地规定终端(2、3、4、5)的捕获信号的发送功率，以使得所有同时发送的捕获信号的电平和比所有同时发送的信息信号的电平和至少低10dB。