[發(fā)明專利]一種多用戶擴(kuò)頻通信實現(xiàn)方法及其系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103368603A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓大海;焦璐;張民
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04B10/11
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紫外光通信領(lǐng)域，特別涉及一種基于FPGA的紫外光多用戶擴(kuò)頻通信實現(xiàn)方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無線頻譜資源緊張，紫外光通信的引入是對通信頻譜的一次巨大拓展。網(wǎng)絡(luò)用戶日益增多，使得無線頻譜愈加擁擠。在通信技術(shù)高速發(fā)展的時代，通信的質(zhì)量也越來越受到人們的重視。頻譜擴(kuò)展技術(shù)可以提高通信的保密性和抗噪聲能力。因此，頻譜擴(kuò)展技術(shù)得到了發(fā)展。

FPGA邏輯單元豐富、集成度高、配置靈活，多用戶擴(kuò)頻通信系統(tǒng)需要完成快速復(fù)雜的信號處理，具有高速處理能力的FPGA使得多用戶擴(kuò)頻通信的高度集成化成為可能。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：如何提供一種多用戶擴(kuò)頻通信實現(xiàn)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中由于網(wǎng)絡(luò)用戶日益增多而導(dǎo)致通信質(zhì)量降低的技術(shù)問題；以及提供一種多用戶擴(kuò)頻通信實現(xiàn)系統(tǒng)，可以使接收端能準(zhǔn)確接收多用戶發(fā)送的信息并正確判斷信息來自哪個發(fā)送端用戶，從而提高通信質(zhì)量。

（二）技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供了一種多用戶擴(kuò)頻通信實現(xiàn)方法，包括如下步驟：

S1：發(fā)送端將多個不同用戶信息通過采用多個不同且相互正交的PN序列碼進(jìn)行直接序列擴(kuò)頻調(diào)制，并改變不同用戶擴(kuò)頻調(diào)制后的數(shù)字信號占空比；

S2：將擴(kuò)頻調(diào)制后的數(shù)字信號經(jīng)紫外光源轉(zhuǎn)變成光信號通過紫外載波發(fā)送給接收端；

S3：所述接收端將接收到的光信號轉(zhuǎn)變成模擬電信號，并將所述模擬電信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字電信號；

S4：將所述數(shù)字電信號進(jìn)行均值濾波，恢復(fù)信號占空比，并進(jìn)行直接序列解擴(kuò)，判斷接收的用戶信息來自哪個用戶。

優(yōu)選地，所述不同用戶信息是在每個用戶原始有效信息前加入了相同的導(dǎo)頻信息。

優(yōu)選地，步驟S4所述的直接序列解擴(kuò)步驟包括如下具體步驟：

S41：對每一組接收到的碼片分別與不同用戶直接序列擴(kuò)頻調(diào)制過程中使用的序列碼PN_α進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，其中，α=a、b、c……m，α代表不同的用戶；

S42：判斷所述相關(guān)運(yùn)算結(jié)果是否不小于預(yù)定閾值，如果是，則接收的對應(yīng)組碼片信息為1；否則，接收的對應(yīng)組碼片信息為0。

優(yōu)選地，若步驟S42所述接收的全部碼片信息全為0，則可判斷用戶信息不是來自用戶α的信息。

優(yōu)選地，所述序列PN_α長度為2ⁿ-1，其中n為大于等于3的自然數(shù)。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種多用戶擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端；

所述發(fā)送端數(shù)字信號處理模塊，用于將多個不同用戶信息進(jìn)行直接序列擴(kuò)頻調(diào)制，改變信號占空比，并將調(diào)制后的數(shù)字信號傳輸給所述紫外LED驅(qū)動電路；

所述紫外LED驅(qū)動電路，用于將所述調(diào)制后的數(shù)字信號電平值轉(zhuǎn)化為電流值，驅(qū)動所述光源紫外LED陣列發(fā)光；

所述光源紫外LED陣列，用于將所述調(diào)制后的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成光信號后通過紫外載波傳輸給接收端；

所述接收端包括：紫外探測器、A/D轉(zhuǎn)換器和接收端數(shù)字信號處理模塊；

所述紫外探測器，用于將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號，并將所述的模擬電信號放大后傳輸給所述A/D轉(zhuǎn)換器；

所述A/D轉(zhuǎn)換器，用于將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號，并傳輸給所述接收端數(shù)字信號處理模塊；

所述接收端數(shù)字信號處理模塊，用于將接收到的數(shù)字電信號進(jìn)行均值濾波、恢復(fù)占空比和直接序列解擴(kuò)，判斷出用戶信息來自發(fā)送端哪個用戶。

優(yōu)選地，所述發(fā)送端數(shù)字信號處理模塊包括多用戶直接序列擴(kuò)頻調(diào)制模塊和信號占空比變換模塊。

優(yōu)選地，所述接收端數(shù)字信號處理模塊包括均值濾波器、信號占空比恢復(fù)模塊和多用戶直接序列解擴(kuò)模塊。

優(yōu)選地，所述發(fā)送端數(shù)字信號處理模塊和所述接收端數(shù)字信號處理模塊均由FPGA現(xiàn)場可編程邏輯門陣列實現(xiàn)的。

優(yōu)選地，所述發(fā)送端和所述接收端均還包括多個PC機(jī)用戶。

（三）有益效果

本發(fā)明所提供的一種多用戶擴(kuò)頻通信系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：