[發明專利]超寬帶通信中碼正交發送參考調制解調系統及應用方法

無效

• 申請號: 200810049447.2
• 申請日: 2008-03-31
• 公開（公告）號: CN101252564A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 張劍;劉洛琨;李鐵峰;汪濤;李霞;張志遠;郭虹;仵國鋒;常力;翟燕;孫鵬;康榮宗
• 申請（專利權）人: 張劍
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/49;H04B1/707
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所
• 代理人: 聶孟民

一、技術領域

本發明涉及電訊領域，特別是一種脈沖超寬帶通信中碼正交發送參考調制解調系統及應用方法。?

二、背景技術

20世紀60年代，現代意義的超寬帶技術出現在美軍的戰術通信領域的研究中。作為美國軍方專屬使用的技術，UWB技術具有強抗干擾能力、低功耗、小型化以及高精度測距等突出優點，因此長期為美國軍方所壟斷。鑒于UWB技術在民用領域同樣具有廣闊的應用前景，2002年，隨著FCC確定UWB輻射模板，標志著美國軍方正式將其解禁，允許UWB民用通信系統投入使用。?

目前，國外超寬帶無線通信技術的研究主要集中在民用與軍用兩個領域。其中民用領域的研究主要集中在短距離(10米以內)、高速率(幾百Mbit/s乃至上Gbit/s)無線傳輸等方面。與民事方面研究不同的是，軍事應用領域更為廣泛，主要圍繞著軍用傳感器網絡通信、高抗干擾戰術組網電臺、非視距UWB電臺、非對稱高速UWB電臺、UWB探測雷達、艦船及飛機內部通信系統以及高精度戰場測距定位系統等方面展開研究的。?

由于高速模數(A/D)轉換器件的限制，基于脈沖體制的傳統UWB系統接收機往往采用模擬相關的方法來實現對UWB信號的檢測。但這種結構的接收機存在著同步時間長、結構相對復雜以及信道估計困難等不足，因此在無線傳感器網絡的應用領域受到了限制。針對無線傳感器網絡快速同步、結構簡單且具備多速率、多址能力的應用要求，國外的相關研究單位提出了基于發送參考(TR，Transmitted-Reference)思想的脈沖超寬帶體制。?

美國的Ralph?Hoctor與Harold?Tomlinson提出了標準發送參考脈沖超寬帶體制(TR-UWB，Transmitted-Reference?Ultra-Wideband)。同時，該研究小組給出了基于跳延時的發送參考型脈沖超寬帶系統(DHTR，Delay-HoppedTransmitted-Reference?Ultra-Wideband)的實用化方案。該方案具備了發送參考體制的優點，但由于采用了適當長度的同軸線作為模擬延時器件，因此存在著集成化和進一步小型化的困難。隨后，國外研究人員相繼提出了一?系列針對標準TR-UWB系統的改進型結構，其性能的提升往往建立在采用數量更多的模擬延時器件的基礎之上，從而使小型化和集成化設計更為困難。因此，這種基于延時的發送參考型脈沖超寬帶系統方案不能很好地滿足傳感器節點的小型化要求。?

針對基于延時發送參考體制的不足，美國的Dennis?Goeckel和Qu?Zhang提出了基于頻偏的發送參考脈沖超寬帶(FSR-UWB，SlightlyFrequency-Shifted?Reference?Ultra-Wideband)系統。同時，該研究小組給出了物理實現方案，該方案不需要采用模擬延時器件，從而有利于集成化設計，但由于其性能與多徑擴展時延相關，因此隨著傳輸距離或傳輸速率的提高，其性能急劇惡化，因此其傳輸速率無法進一步提升。?

三、發明內容

針對上述情況，本發明之目的就是提供一種脈沖超寬帶通信中碼正交發送參考調制解調系統及應用方法，可有效克服現有技術正交碼的發送參考脈沖超寬帶系統隨著多徑時延或傳輸速率的增加而明顯惡化，從而既有效地解決在UWB信道中信道估計困難、同步要求較高，而且又實現結構簡化、小型化與集成化的問題，其解決的技術方案是，基于正交碼參考的發送參考系統(COTR-UWB，Code-Orthogonalized?Transmitted-ReferenceUltra-Wideband)方案本質是一種碼域參考體制。在一個碼元周期內，參考信號的脈沖和數據信號的脈沖在時間上是重疊在一起的。這種方案的關鍵是：用一個周期與碼元周期相同的正交碼信號和每個碼元周期內的數據信號相乘，保證了參考信號和數據信號在一個碼元周期內的正交性，據此，本發明的技術方案是，該系統由發射機和接收機組成，發射機是由微控制器IC₁的輸出端與超寬帶窄脈沖發生器輸入端相聯，超寬帶窄脈沖發生器的輸出端經電容C₁同超寬帶發射放大器的輸入端相連，超寬帶發射放大器的輸出端同超寬帶發射天線相連；?