[發明專利]一種多用戶全數字寬帶無線通信的方法及系統

無效

• 申請號: 201010607687.7
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102111185A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 黃風義;姜楠;尤肖虎;邵明馳
• 申請（專利權）人: 愛斯泰克(上海)高頻通訊技術有限公司;東南大學
• 主分類號: H04B1/717
• 分類號: H04B1/717;H04B1/7176;H04B1/7183;H04B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種多用戶寬帶無線通信技術，特別是在不需要借助無線電模擬載波以及不需要對發射信號進行模擬載波調制的情況下，通過對數字基帶信號進行編碼及整形處理后直接放大、發射、以及接收來實現多用戶全數字寬帶無線通信。

背景技術

在傳統的通信系統中，攜帶信息的數字信號通常具有信號幅度小、頻率低等特點，因而無線通信通常需要把數字信號調制到無線電射頻(radio?frequencyRF?signal)模擬載波信號上，通過對模擬載波信號的發射和接收來實現信號傳輸。

為了實現多用戶通信，傳統的方法包括時分多址(time?division?multipleaccess-TDMA)技術以及光纖通信中的波分復用(wavelength?divisionmultiplexing-WDM)等技術。在傳統的無線通信中，一種被廣泛應用的多用戶通信技術是碼分多址(code?division?multiple?access-CDMA)技術，這種技術可以提高頻譜的有效利用率，提高信息傳輸效率并降低干擾。

CDMA是建立在正交編碼、相關接收的理論基礎上，運用擴頻技術來解決無線通信的多用戶選址問題。擴頻通信是指將系統中需要傳輸的數據信號，在發射端用一個帶寬遠大于數據信號帶寬的偽隨機編碼信號去調制它，使原數據信號的帶寬擴展之后，再經過射頻載波的調制，然后發射出去。在系統的接收端，接收到的射頻信號經過解調后，使用與發射端完全相同的偽隨機碼與接收到的寬帶信號做相關處理，把寬帶信號解擴為原始數據信號。

CDMA技術利用自相關性大而互相關性小的偽隨機碼序列作為地址碼，將信道中不同用戶的寬帶信號相互疊加在一起之后進行寬帶傳輸。在以上過程中，信號還將疊加有干擾及噪聲信號。系統利用本地產生的地址碼對接收到的信號及噪聲進行解調，凡是與本地產生的地址碼完全相關的寬帶信號將被還原成窄帶信號(相關解調)，而其他與本地地址碼不相關的寬帶干擾信號與寬帶噪聲仍為寬帶信號。解擴信號經窄帶濾波后，信噪比得到極大提高，可將所需要傳輸的數據信號分離出來。

傳統的模擬載波調制技術一直是無線電信息傳輸的主要模式，其主要特征是系統中需要模擬載波，通過把數據信號調制到無線電模擬載波信號上進行發射和傳輸。從電路角度考慮，以上系統都需要混頻器。但隨著技術的進步和無線通信的普及，迫切需要一種無線通信模式可以兼容數字信號、計算機信息以及光纖通信等幾種主要模式，并同時具有結構簡單、成本低廉、性能優越、多用戶同時通信等優點。

下面，我們將在分析傳統的多用戶無線通信系統的特點基礎上，提出一種區別于傳統模式的多用戶全數字寬帶無線通信方法和系統。

在傳統的無線通信系統中，射頻收發子系統(簡稱射頻收發系統或者射頻系統)主要是采用將頻率進行變換的模擬載波調制模式，這種模式需要無線電模擬載波來實現信號的無線傳輸。其收發系統的發射端通過混頻器將基帶信號和模擬載波信號進行混頻，從而將需要傳送的信息加載到射頻信號上，然后通過天線發射出去。在模擬載波調制模式的接收端，接收到的射頻信號和模擬載波信號進行混頻，然后通過濾波器分離出基帶信號并送給后級進行處理。這種接收端的典型實現方法包括如，零中頻接收機，雙中頻外差接收機等。請參考“射頻微電子”，Behzad?Razavi著，余志平，周潤德譯，2006年4月第一版(參考文獻1)。

在CDMA系統中，發射端N路用戶數據流b₁(t)，b₂(t)，....b_N(t)與各自的偽隨機碼PN₁，PN₂，....PN_N相乘進行擴頻處理，其中偽隨機碼PN_i必須與b_i(t)同步。擴頻后的各路基帶信號與模擬射頻載波進行混頻并發射出去。

以第1路用戶為例，在CDMA系統的接收端，收到的信號中包括了本用戶的有用信號b₁(t)和其他用戶的干擾信號。接收端先對射頻模擬載波進行解調，解調后的信號再與本地產生的PN₁碼(與發射端產生的PN₁碼完全相同)相乘進行解調，即可得到原始的數據信息。相關專利包括如：美國專利申請號07/991841，名稱為“Despreading?technique?for?CDMA?systems”(參考專利1)；美國專利申請號09/265204，名稱為“CDMA?signal?transmission?control”(參考專利2)。