專利名稱：用于減少在寬帶通信系統(tǒng)中傳送的信號的離散功率譜密度分量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寬帶通信系統(tǒng)，特別涉及用于減少在諸如超寬帶(UWB)通信系統(tǒng)這樣的寬帶通信系統(tǒng)中傳送的信號的離散功率譜密度分量的方法和裝置。
背景技術(shù)：
超寬帶(UWB)技術(shù)使用持續(xù)時間非常短的基帶脈沖，從接近零到幾GHz非常稀疏地擴展傳送信號的能量。UWB技術(shù)目前在軍事應(yīng)用中使用，產(chǎn)生UWB信號的技術(shù)是公知的。由于最近美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)宣布的決定允許買賣和運作結(jié)合UWB技術(shù)的消費者產(chǎn)品，所以商業(yè)應(yīng)用不久將成為可能。
FCC決定允許商業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵的動機是UWB傳送不需要新的通信頻譜，因為，當(dāng)適當(dāng)配置時，UWB信號可以與其它應(yīng)用信號共存于相同的頻譜中，而相互干擾幾乎可以忽略。FCC已經(jīng)指定UWB應(yīng)用的發(fā)射限制，以防止干擾其它的通信系統(tǒng)。
可以通過檢查UWB信號的功率譜密度(PSD)確定它的發(fā)射概況。在Moe等人所著題為“關(guān)于存在穩(wěn)定的定時抖動時由M-ary循環(huán)平穩(wěn)序列產(chǎn)生的數(shù)字脈沖流的功率譜密度”(“On the Power SpectralDensity of Digital Pulse Streams Generated by M-ary CyclostationarySequences in the Presence of Stationary Timing Jitter”)的論文中公開了使用隨機方法的“時間跳躍擴展頻譜”信號傳輸方案在存在隨機定時抖動時的PSD的特征。參見IEEE Tran.On Comm.，Vol.46，no.9，pp.1135-1145，Sept.1998。根據(jù)本文，UWB信號的功率譜包含連續(xù)和離散分量。甚至當(dāng)連續(xù)分量充分低于FCC發(fā)射限制時，離散分量產(chǎn)生的PSD的峰值可以超過FCC發(fā)射限制。
不斷提出的要求是增加通信系統(tǒng)的通信距離。一種增加通信距離的方法是增加發(fā)送功率。為了增加發(fā)送功率并且仍然符合FCC關(guān)于UWB信號的發(fā)射限制，期望減少離散分量，使得增加整體功率的同時仍然符合FCC關(guān)于UWB信號的發(fā)射限制。在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，通常利用加擾器減少離散分量(即，數(shù)據(jù)白化(data whitening))。然而，例如，由于其大約100Mbps至500Mbps的高脈沖重復(fù)頻率(PRF)，以及時分多址(TDMA)幀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致這些加擾器不足以減少UWB通信系統(tǒng)中的離散PSD分量。因此，需要用于減少UWB信號的離散PSD分量的改進的方法和裝置。本發(fā)明滿足這個需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具體化為用于減少寬帶信號中的離散功率譜密度(PSD)分量的方法和裝置，該寬帶信號用于傳送數(shù)據(jù)塊。通過獲取偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號減少離散分量，每個符號有K個比特；從每個所獲取的符號中選擇1個比特以產(chǎn)生N個選擇比特；響應(yīng)于選擇比特有選擇地反轉(zhuǎn)在數(shù)據(jù)塊之一中的對應(yīng)元素；獲取偽隨機數(shù)據(jù)的一個或多個比特，來替換所獲取的偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號中相應(yīng)的一個或多個對應(yīng)比特；對連續(xù)的數(shù)據(jù)塊重復(fù)操作。
另外，本發(fā)明具體化為用于接收這些被有選擇地反轉(zhuǎn)的寬帶信號的方法和裝置以及偽隨機數(shù)發(fā)生器。


根據(jù)以下結(jié)合附圖的詳細說明，可以最好地理解本發(fā)明，其中相同的組件有相同的參考標(biāo)號。附圖中包括以下各圖圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性通信系統(tǒng)的框圖；圖1A是在圖1的示例性通信系統(tǒng)中使用的可替換的發(fā)送裝置的框圖；圖2是在圖1的示例性通信系統(tǒng)中使用的示例性偽隨機數(shù)發(fā)生器的框圖；圖2A、2B和2C是說明在圖2的偽隨機數(shù)發(fā)生器中進行比特處理的框圖；圖3是在圖1的通信系統(tǒng)中使用的示例性同步裝置的框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)送步驟的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性接收步驟的流程圖；圖6是利用根據(jù)本發(fā)明的初始化方案的偽隨機數(shù)發(fā)生器的示例性實施例的框圖；圖7是利用根據(jù)本發(fā)明的可替換的初始化方案的偽隨機數(shù)發(fā)生器的示例性實施例的框圖；圖8是利用根據(jù)本發(fā)明另一個可替換的初始化方案的偽隨機數(shù)發(fā)生器的示例性實施例的框圖；圖9是說明圖1中的偽隨機數(shù)發(fā)生器和反相器的比特流的框圖，其中，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，基于一個選擇比特反轉(zhuǎn)對應(yīng)比特；圖10是說明圖1中的偽隨機數(shù)發(fā)生器和反相器的比特流的框圖，其中，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，基于一個選擇比特反轉(zhuǎn)一個符號中的每一個比特；圖11是說明根據(jù)本發(fā)明另一個方面，從偽隨機數(shù)發(fā)生器的每個符號進行隨機比特選擇的框圖。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性寬帶通信系統(tǒng)100的概念表示。所說明的通信系統(tǒng)100中的一個或多個方框的功能可以通過相同的硬件部件或者軟件模塊執(zhí)行。應(yīng)該理解，本發(fā)明的實施例可以在硬件、軟件或者硬軟件結(jié)合的方式下實現(xiàn)。在這種實施例中，如下所述的各個部分和步驟可以在硬件和/或軟件中實現(xiàn)。
通常認為，用于發(fā)送源數(shù)據(jù)的發(fā)送裝置102在發(fā)送之前對源數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)，并可選地對其進行加擾，以減少所發(fā)送源數(shù)據(jù)中的離散功率譜密度(PSD)分量。發(fā)送裝置102使用改進的反轉(zhuǎn)技術(shù)，該技術(shù)利用相對短的偽隨機序列提供改進的源數(shù)據(jù)隨機化，從而減少離散PSD分量并便于同步。接收裝置104接收所發(fā)送的源數(shù)據(jù)，并對上述反轉(zhuǎn)以及可選的加擾進行反轉(zhuǎn)，以恢復(fù)原始的源數(shù)據(jù)。源數(shù)據(jù)包括由元素組成的數(shù)據(jù)塊。這里使用的術(shù)語元素可用于表示塊內(nèi)的數(shù)據(jù)幀，幀內(nèi)的數(shù)據(jù)符號和/或數(shù)據(jù)符號內(nèi)的比特。每個數(shù)據(jù)符號包括一個或多個比特。
現(xiàn)在詳細描述發(fā)送裝置102和接收裝置104中的組件。在一個示例性實施例中，將源數(shù)據(jù)施加到被配置為對源數(shù)據(jù)進行加擾的可選加擾器106中。加擾器106根據(jù)預(yù)定的加擾操作對源數(shù)據(jù)塊內(nèi)的元素進行加擾。加擾器106可以對所有的源數(shù)據(jù)進行加擾或者對一部分源數(shù)據(jù)進行加擾，例如，僅對源數(shù)據(jù)中包含重復(fù)數(shù)據(jù)的幀進行加擾，例如同步字。在可替換的示例性實施例中，不對源數(shù)據(jù)進行加擾，并且可以省略可選的加擾器106。
在一個示例性實施例中，加擾器106使用加擾字對至少一部分源數(shù)據(jù)進行加擾。表1中示出了八個示例性加擾字(編號0-7)的列表。
表1

可以使用例如XOR(異或)邏輯電路(未顯示)將該示例性加擾字與部分源數(shù)據(jù)進行邏輯組合，來加擾源數(shù)據(jù)，在下文中對此進行更詳細地描述。
在可替換的示例性實施例中，采用諸如電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)標(biāo)準IEEE 802.15.3a的建議中描述的加擾器對源數(shù)據(jù)進行加擾。所建議的加擾器使用15-比特線性反饋移位寄存器(LFSR)產(chǎn)生用于加擾器的偽隨機二進制序列(PRBS)。在每幀開始部分，用預(yù)定值(種子)加載LFSR，這里稱為初始設(shè)置。定義了用兩比特標(biāo)識符(b1，b0)索引的四個種子，作為初始設(shè)置的選擇，表2中說明了該初始設(shè)置。
表2

可使用2比特標(biāo)識符從種子集合中選擇用于加擾的種子值。然后，例如使用XOR邏輯電路(未顯示)將所選的種子與源數(shù)據(jù)進行邏輯組合，對源數(shù)據(jù)進行加擾。2比特標(biāo)識符可以在數(shù)據(jù)包中與源數(shù)據(jù)一起發(fā)送，用于在接收機104中初始化解擾器132。
如列表2描述的，種子值高度相關(guān)(即，每個種子值僅開頭兩比特是唯一的)，因此，產(chǎn)生的偽隨機序列也高度相關(guān)，由于缺少足夠的隨機性而導(dǎo)致線狀譜。發(fā)明者認識到，通過使用不相關(guān)的種子，可以獲取抑制離散PSD分量的良好效果。表3描述了用于加擾器106的示例性種子集合。
表3


在表3中有四個種子值，每個種子值包括28比特。種子值基本上不相關(guān)，因此，使用這些種子值產(chǎn)生的偽隨機序列基本上不相關(guān)。表3所示的種子集合僅用于說明，可以采用具有不同的種子值、或多或少的種子、或者每個種子具有或多或少個比特的種子集合。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)在此的描述應(yīng)該理解如何產(chǎn)生種子集合中使用的適合的不相關(guān)種子值。
反相器108按照預(yù)定的反轉(zhuǎn)操作對源數(shù)據(jù)塊內(nèi)的元素進行反轉(zhuǎn)。在一個示例性實施例中，反相器108連接到偽隨機數(shù)發(fā)生器110，該偽隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生具有均勻分布的二進制數(shù)的多個(N)符號，其中，均勻分布的二進制數(shù)在例如每個源數(shù)據(jù)幀之前被周期性地更新。反相器108可以是多路復(fù)用器(未顯示)，其響應(yīng)于選擇比特，一個元素接一個元素地傳遞源數(shù)據(jù)或例如由反轉(zhuǎn)電路(未顯示)反轉(zhuǎn)的源數(shù)據(jù)的反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。如下文進一步的描述，反相器108被配置為，從偽隨機數(shù)發(fā)生器110的每個符號中接收一個比特以產(chǎn)生選擇比特，并響應(yīng)于選擇比特反轉(zhuǎn)源數(shù)據(jù)塊內(nèi)的元素。
圖2描述了示例性偽隨機數(shù)發(fā)生器200。偽隨機數(shù)發(fā)生器200是包括移位寄存器202和反饋環(huán)路203的線性反饋移位寄存器(LFSR)。反饋環(huán)路203包括邏輯電路204，邏輯電路204的輸入端連接到移位寄存器202內(nèi)要選擇的中間的位寄存器(例如，編號25和28的位寄存器)，邏輯電路204的輸出端連接到移位寄存器202內(nèi)的第一位寄存器。邏輯電路204對選擇的中間的位寄存器中的值進行組合，以形成新值，該新值反饋到移位寄存器202中，以更新偽隨機數(shù)發(fā)生器。所說明的一系列位寄存器包括編號為1、2、3、4...25、26、27、28的28個位寄存器(單元)。所說明的邏輯電路204是異或邏輯門(XOR)，其組合兩個單獨位寄存器(例如單元25和28)的比特值，并將得到的值反饋到移位寄存器202中。在可替換的示例性實施例中，邏輯電路204可以是其它類型的邏輯電路，例如同或門(NXOR)。
在一個示例性實施例中，每次移位之后檢查移位寄存器202內(nèi)的每個寄存器。當(dāng)XOR門在反饋環(huán)路203中時，移位寄存器202中所有比特都是“0”值的情況是非法的，因為偽隨機數(shù)發(fā)生器200不能脫離該狀態(tài)。類似地，如果NXOR門處于反饋環(huán)路203中，則全“1”值是非法的。如果出現(xiàn)非法情況，則反轉(zhuǎn)移位寄存器202內(nèi)的至少一個比特。
所說明的移位寄存器202可以分成預(yù)定數(shù)目(N)個指定符號區(qū)。例如，如果一個符號定義為4個比特，則移位寄存器202實際分成7個指定符號區(qū)，即，位寄存器1-4、5-8、9-12、13-16、17-20、21-24和25-28。每個指定符號區(qū)中的一個比特例如經(jīng)由另一個移位寄存器(未顯示)連接到反相器，用于對源數(shù)據(jù)的元素進行反轉(zhuǎn)。例如，對應(yīng)于由偽隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的N個符號中的每個選擇比特，反相器可以反轉(zhuǎn)源數(shù)據(jù)中的一個比特(參見圖9，利用從這些比特伸出的向上箭頭指示的選擇比特)，反轉(zhuǎn)對應(yīng)于每個選擇比特的符號內(nèi)的每一比特(參見圖10)，或反轉(zhuǎn)對應(yīng)于每個選擇比特的幀內(nèi)的每一比特。如圖9和10所示，每個符號內(nèi)選擇比特可以在同樣的相對位置上，或者如圖11所示，在不同的(隨機)位置上。指定的符號區(qū)中，每個符號區(qū)可以包括統(tǒng)一數(shù)目的位寄存器或不同數(shù)目的位寄存器。各種可替換的實施例對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是很顯然的。
在產(chǎn)生偽隨機數(shù)之前，用比特值(例如，均勻分布的“1”和“0”比特流)初始化LFSR內(nèi)的移位寄存器202?？梢砸灾T如每個符號、幀(例如，每個同步字之前)或者數(shù)據(jù)塊之后這樣的預(yù)定間隔用新比特值重新初始化移位寄存器202。以下描述用于初始化移位寄存器202的適當(dāng)方法。
圖2A、2B和2C示出了對偽隨機數(shù)發(fā)生器200內(nèi)的移位寄存器202進行一次更新的操作。移位寄存器202包括比特串(這里表示為sign_ctl_array)。首先，如圖2A所示，源數(shù)據(jù)中各個元素與移位寄存器202的指定符號區(qū)中的一個比特關(guān)聯(lián)。接下來，如圖2B所示，移位寄存器中的sign_ctl_array右移(即，向低有效位位置)L比特(其中L是一個或多個比特)。最后一步，如圖2C所示，產(chǎn)生L個新的隨機比特(例如，3個隨機比特)，并將其插入到移位寄存器202的開始L比特中。
再參考圖1，在所說明的實施例中，反相器108設(shè)置在加擾器104之后，使得反相器108在加擾后對源數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)。在可替換的示例性實施例中，加擾器106可以設(shè)置在反相器108之后，在加擾器106進行加擾之前，反相器108反轉(zhuǎn)部分源數(shù)據(jù)。
發(fā)射機114連接到脈沖發(fā)生器116，該脈沖發(fā)生器116產(chǎn)生由諸如超寬帶(UWB)信號脈沖這樣的一系列信號脈沖構(gòu)成的寬帶脈沖信號。發(fā)射機114將數(shù)字格式的源數(shù)據(jù)調(diào)制在寬帶脈沖信號上，以經(jīng)由天線108發(fā)送。發(fā)射機114可以是所示的脈沖調(diào)制器，或者是具有脈沖整形電路(未顯示)的數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(未顯示)，甚至可以認為其是天線118的一部分。
圖1A描述了可替換的示例性發(fā)送裝置102a。除了用位于加擾器106與反相器108a之間的脈沖發(fā)生器116a(圖lA)替換脈沖發(fā)生器116(圖1)之外，發(fā)送裝置102a類似于圖1中的發(fā)送裝置102。在該實施例中，脈沖發(fā)生器116a可選擇地將加擾后的數(shù)字的源數(shù)據(jù)調(diào)制到寬帶信號脈沖上，以生成模擬信號。反相器108a對模擬域中的源數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)，以通過發(fā)射機114a發(fā)送。發(fā)射機114a可以是脈沖整形電路、簡單地將反相器108a連接到天線118的連接器，或者甚至可以被認為是天線118的一部分。根據(jù)這里的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解用于對模擬域中的源數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)的適當(dāng)?shù)姆聪嗥?08a。另外，通過分別對圖1和圖1A的發(fā)送裝置102和102a的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送裝置的各種可替換的示例性實施例。
再參考圖1，接收裝置104中的接收機120通過另一個天線122接收被反轉(zhuǎn)的，以及可選地被加擾后的寬帶脈沖信號。接收機120中的相關(guān)器124將接收數(shù)據(jù)與發(fā)送裝置102使用的脈沖波形進行相關(guān)，以識別脈沖并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖。在一個示例性實施例中，相關(guān)器124是被配置為對輸入的諸如UWB脈沖這樣的寬帶脈沖進行識別和相關(guān)的匹配濾波相關(guān)器。
反相器-1126根據(jù)基于反相器108的反轉(zhuǎn)操作的預(yù)定反轉(zhuǎn)操作對由反相器108引入源數(shù)據(jù)中的反轉(zhuǎn)進行反轉(zhuǎn)。在一個示例性實施例中，反相器-1126連接到偽隨機數(shù)發(fā)生器128，該偽隨機數(shù)發(fā)生器128與以上詳細描述的偽隨機數(shù)發(fā)生器110基本上相同(因此，不在這里進一步詳細描述)。反相器-1126可以是多路復(fù)用器(未顯示)，其響應(yīng)于偽隨機數(shù)發(fā)生器128產(chǎn)生的選擇比特，傳遞源數(shù)據(jù)或例如由反轉(zhuǎn)邏輯電路(未顯示)所反轉(zhuǎn)的源數(shù)據(jù)的反轉(zhuǎn)。
兩個偽隨機數(shù)發(fā)生器110和128產(chǎn)生相同的比特串。在一個示例性實施例中，為了同步，發(fā)生器110和128被配置為，在發(fā)送或者接收序列中的第一比特時的一個共同點開始動作。在一個可替換的示例性實施例中，不是在每幀產(chǎn)生一組隨機數(shù)，而是可以預(yù)先產(chǎn)生一組隨機數(shù)并將其存儲在陣列中。在發(fā)送裝置102和接收裝置104的偽隨機數(shù)發(fā)生器110、128中保存相同的陣列。產(chǎn)生一個隨機數(shù)作為已存儲陣列的索引，并將該隨機數(shù)發(fā)送，以用于在發(fā)送裝置102和接收裝置104之間建立同步。
同步裝置130對接收數(shù)據(jù)進行同步，以便可選的解擾器132進行解擾。在一個示例性實施例中，在同步之后，解擾器132對由加擾器106引入的加擾進行反轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生原始的源數(shù)據(jù)。解擾器132按照基于加擾器106使用的加擾操作的預(yù)定解擾操作對該加擾進行反轉(zhuǎn)。在所說明的實施例中，同步裝置130在對被加擾的源數(shù)據(jù)進行同步時接收解擾器132的反饋。以下描述關(guān)于被加擾的源數(shù)據(jù)的同步的更多細節(jié)。在一個可替換的示例性實施例中，省略加擾器106，則可以省略解擾器132。
圖3描述了與本發(fā)明示例性實施例一致的同步裝置300，其用作圖1中的同步裝置130。所說明的同步裝置300是基于用于對源數(shù)據(jù)進行加擾的四個種子I-IV的四模式同步裝置。第一模式S1包括順序從I至IV的四個種子。第二模式S2包括從IV開始，之后依次為I、II和III的四個種子。第三模式S3是III、IV、I、II，第四模式S4是II、III、IV、I。利用XOR邏輯電路302a-d對接收的序列r與四個模式S1-S4中的每一個進行異或，XOR。由絕對值組件(ABS)304a-d得到由XOR邏輯電路302a-d產(chǎn)生的結(jié)果值的絕對值。然后，最大值電路306確定當(dāng)與接收序列r組合時模式S1-S4中哪一個產(chǎn)生最大絕對值，并控制多路復(fù)用器308，使其傳遞所確定的模式，以用于對接收序列進行解擾。在同步字全部是一個值的實施例中，例如全部是1(1)，反相器108(圖1)對全部同步字進行隨機反轉(zhuǎn)，在同步裝置300中使用絕對值組件304a-d能夠在由反相器-1126(圖1)進行反轉(zhuǎn)之前，例如在初始的系統(tǒng)信道存取期間，檢測接收數(shù)據(jù)中的有效同步字。檢測出的同步字然后可以作為初始化偽隨機數(shù)發(fā)生器128(圖1)的基礎(chǔ)。
在一個可替換的示例性實施例中，加擾器106利用由從索引的種子集合中選擇的種子初始化的LFSR對源數(shù)據(jù)進行加擾，同步裝置130(圖1)利用從發(fā)送數(shù)據(jù)中接收的索引值來同步解擾器132。根據(jù)該實施例，解擾器132可以包括LFSR(未顯示)和對應(yīng)于LFSR的種子集合以及在加擾器106中的種子集合。同步裝置130識別從發(fā)送數(shù)據(jù)中接收的索引值，并將其傳遞到解擾器132，其選擇合適的種子來初始化解擾器132。
再參考圖1，在所說明的實施例中，解擾器132設(shè)置在反相器-1126之后，使得源數(shù)據(jù)先被反轉(zhuǎn)，然后被解擾。在一個可替換的實施例中，反相器-1126設(shè)置在解擾器132之后，以相反的順序執(zhí)行反轉(zhuǎn)和解擾。
圖4描述了用于減少諸如UWB通信系統(tǒng)這樣的寬帶通信系統(tǒng)中的離散PSD分量的示例性發(fā)送步驟的流程圖400。參考圖1和2中的部件描述流程圖400的步驟。
在方框402中，可選的加擾器106對源數(shù)據(jù)進行加擾。源數(shù)據(jù)可以包括包含有效負載數(shù)據(jù)和諸如同步數(shù)據(jù)這樣的非有效負載數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀。在一個示例性實施例中，根據(jù)預(yù)定的加擾操作對源數(shù)據(jù)進行加擾，例如，利用下文中將進一步詳細說明的加擾字。同步數(shù)據(jù)可以全部是一個符號，例如全部為正(+)1。在一個可替換的示例性實施例中，不對源數(shù)據(jù)進行加擾，可以省略方框402。
在方框404中，移位寄存器202在初始化期間首先獲取偽隨機數(shù)據(jù)(即，比特串sign_ctl_array)的N個符號。在初始化期間接收的偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號可以是從寄存器或偽隨機數(shù)發(fā)生器提供的，這將在下文中進一步詳細描述。
在方框406中，反相器108從所獲取的偽隨機數(shù)據(jù)的每個符號中選擇1個比特來產(chǎn)生N個選擇比特。通過將來自移位寄存器202的指定符號區(qū)內(nèi)的單元的選擇比特傳送至與反相器108關(guān)聯(lián)的寄存器(未顯示)，可以選出選擇比特。
在方框408中，反相器108響應(yīng)于該選擇比特對數(shù)據(jù)塊之一中的相應(yīng)元素進行反轉(zhuǎn)。在一個示例性實施例中，反相器108響應(yīng)于選擇比特中的每一比特，對單個比特、符號內(nèi)的每一比特或者幀內(nèi)的每一比特進行反轉(zhuǎn)。例如，如果有7個選擇比特，反相器108響應(yīng)于每個選擇比特對一個符號內(nèi)的每一比特進行反轉(zhuǎn)，第一個選擇比特確定是否反轉(zhuǎn)第一符號內(nèi)的每一比特，第二個選擇比特確定是否反轉(zhuǎn)第二符號內(nèi)的每一比特，等等。同樣地，如果反相器108反轉(zhuǎn)一幀內(nèi)的每一比特，則第一比特確定是否反轉(zhuǎn)第一幀內(nèi)的每一比特，第二比特確定是否反轉(zhuǎn)第二個幀內(nèi)的每一比特，等等。
在所說明的流程圖400中，首先對源數(shù)據(jù)進行加擾(方框402)然后對其進行反轉(zhuǎn)(方框408)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在其它的實施例中，可以首先對源數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)，然后對其進行加擾，而在這樣情況下，方框402的步驟發(fā)生在方框404至412的步驟之后。
在方框410中，準備發(fā)送被反轉(zhuǎn)的和可選地被加擾的源數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^使用源數(shù)據(jù)對由諸如脈沖發(fā)生器116這樣的脈沖發(fā)生器提供的脈沖進行調(diào)制來準備發(fā)送源數(shù)據(jù)。在方框412中，發(fā)射機114從天線118發(fā)射被反轉(zhuǎn)的和可選地被加擾的源數(shù)據(jù)。
在方框414中，響應(yīng)于存在要發(fā)送的另外的源數(shù)據(jù)來決定重復(fù)方框406-412。如果存在要發(fā)送的另外源數(shù)據(jù)，則處理進入方框416以獲取另外的偽隨機數(shù)據(jù)，并重復(fù)方框406至412中的步驟。如果全部要發(fā)送的源數(shù)據(jù)已經(jīng)被有選擇地反轉(zhuǎn)，則在方框418中結(jié)束處理。
在方框416中，移位寄存器202獲取偽隨機數(shù)據(jù)的一個或多個比特，以替換所獲取的偽隨機數(shù)據(jù)的符號中相應(yīng)的一個或多個對應(yīng)比特。在一個示例性實施例中，移位寄存器202在源數(shù)據(jù)的每個幀或者塊已經(jīng)被反轉(zhuǎn)之后，移出一個或多個比特(例如單個數(shù)據(jù)比特、一個符號的數(shù)據(jù)比特或?qū)?yīng)于每個選擇比特的一個數(shù)據(jù)比特)。相應(yīng)數(shù)目的數(shù)據(jù)比特同時移入移位寄存器202中，以替換移出的比特?？梢杂蛇壿嬰娐?04響應(yīng)移位寄存器202內(nèi)的中間寄存器中的一個或多個比特值，向移位寄存器202提供新的偽隨機數(shù)據(jù)。
圖5描述了用于接收根據(jù)本發(fā)明被反轉(zhuǎn)和可選地被加擾的寬帶信號的示例性接收步驟的流程圖500。參考圖1、2和3中的組件描述流程圖500的步驟。
在方框502中，接收裝置104中的接收機120通過天線122接收被反轉(zhuǎn)和可選地被加擾的源數(shù)據(jù)，在方框504中，接收機120中的相關(guān)器124對源數(shù)據(jù)進行相關(guān)，以識別承載源數(shù)據(jù)的寬帶脈沖信號。在方框506中，同步裝置130對接收的被加擾的源數(shù)據(jù)進行同步，以便對由加擾器106所施加的加擾進行反轉(zhuǎn)。在一個示例性實施例中，同步裝置130基于來自解擾器132的反饋對被加擾和被反轉(zhuǎn)的源數(shù)據(jù)進行同步。
在方框508中，反相器-1126響應(yīng)于由偽隨機數(shù)發(fā)生器128產(chǎn)生的偽隨機數(shù)序列或者偽隨機數(shù)流，對由反相器108引入的反轉(zhuǎn)進行反轉(zhuǎn)。在一個示例性實施例中，偽隨機數(shù)發(fā)生器128被配置為，當(dāng)接收到諸如接收序列的第一比特這樣的指定比特時開始動作。在方框510中，解擾器132對由加擾器106引入的加擾進行反轉(zhuǎn)，以導(dǎo)出原始的源數(shù)據(jù)。在不對源數(shù)據(jù)進行加擾的實施例中省略方框510中的步驟。
在所說明的流程圖500中，首先通過反相器-1126對源數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)(方框508)，然后由解擾器132進行解擾(方框510)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在可替換的示例性實施例中，可以首先對源數(shù)據(jù)進行加擾，然后對其進行反轉(zhuǎn)，在這樣情況下，方框508的步驟發(fā)生在方框510的步驟之后。
現(xiàn)在描述圖2中的示例性偽隨機數(shù)發(fā)生器200的初始化方案。圖6示出了上述參考圖2描述的偽隨機數(shù)發(fā)生器200和用于向偽隨機數(shù)發(fā)生器200的移位寄存器202提供隨機數(shù)以進行初始化的隨機數(shù)寄存器600。寄存器600存儲了在初始化偽隨機數(shù)發(fā)生器200時使用的一個或多個偽隨機數(shù)序列。在一個示例性實施例中，偽隨機數(shù)序列彼此不相關(guān)，每個偽隨機數(shù)包括對應(yīng)于偽隨機數(shù)發(fā)生器200內(nèi)的移位寄存器202的每個單元內(nèi)的一個比特值。例如，如果采用28比特的移位寄存器202，則每個種子值有28比特。
圖7示出了上述參考圖2描述的偽隨機數(shù)發(fā)生器200和諸如第二LFSR這樣的第二偽隨機數(shù)發(fā)生器700(省略LFSR的反饋環(huán)路和邏輯電路以簡化例圖并便于討論)。第二偽隨機數(shù)發(fā)生器700的位寄存器連接到偽隨機數(shù)發(fā)生器200內(nèi)的移位寄存器202的位寄存器上，以提供用于初始化的隨機比特。在一個示例性實施例中，第二偽隨機數(shù)發(fā)生器700和偽隨機數(shù)發(fā)生器200可以以相似的方式操作，但是在反饋環(huán)路中可能使用不同比特或者不同的邏輯電路。在一個可替換的示例性實施例中，第二偽隨機數(shù)發(fā)生器700可以是不同于偽隨機數(shù)發(fā)生器200的隨機或者偽隨機數(shù)發(fā)生器。
在一個示例性實施例中，在每幀開始時，加載在第二偽隨機數(shù)發(fā)生器700內(nèi)產(chǎn)生的比特串sign_ctl_orig，作為第一偽隨機數(shù)發(fā)生器200中的比特串sign_ctl_array的初始設(shè)置。對于所發(fā)送的每一比特更新比特串sign_ctl_array，并且每幀更新一次比特串sign_ctl_orig。通過以下四個步驟描述該操作。
1.在每幀開始時將比特串sign_ctl_orig右移n比特；2.將sign_ctl_orig復(fù)制到sign_ctl_array；3.利用sign_ctl_array產(chǎn)生符號控制比特；4.轉(zhuǎn)到步驟1進行下一幀操作。
可見，第n+1幀的比特串sign_ctl_array的初始狀態(tài)是第n幀的比特串sign_ctl_array的n比特延遲。
從上述操作中注意到，因為比特串sign_ctl_orig在每幀開始時指定比特串sign_ctl_array的初始狀態(tài)，所以僅需要同步比特串sign_ctl_orig，從而對接收裝置104及其發(fā)送裝置102進行同步。
圖8示出了用于初始化偽隨機數(shù)發(fā)生器200的另一個示例性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出更高的隨機性。這個結(jié)構(gòu)采用第二偽隨機數(shù)發(fā)生器800，第三偽隨機數(shù)發(fā)生器802和邏輯電路804。第二和第三偽隨機數(shù)發(fā)生器可以是LFSR(省略了LFSR的反饋環(huán)路和邏輯電路以簡化例圖并便于討論)，邏輯電路可以是XOR或XNOR門。邏輯電路404組合第二和第三偽隨機數(shù)發(fā)生器800和802中的相應(yīng)比特，以產(chǎn)生第一偽隨機數(shù)發(fā)生器200的初始值。
在一個示例性實施例中，在每幀開始時，分別由第二和第三偽隨機數(shù)發(fā)生器800和802產(chǎn)生的比特串sign_ctl_orig1和sign_ctl_orig2被組合，以形成第一偽隨機數(shù)發(fā)生器200的比特串sign_ctl_array的初始設(shè)置。通過以下5個步驟描述該操作。
1.每幀開始時，將sign_ctl_orig1右移n1比特，將sign_ctl_orig2右移n2比特；2.在XOR門804中，對sign_ctl_orig1和sign_ctl_orig2的相應(yīng)比特進行異或，以形成輸入值sign_ctl_orig，即sign_ctl_orig＝sign_ctl_orig1sign_ctl_orig2；3.將sign_ctl_orig復(fù)制到sign_ctl_array；4.利用sign_ctl_array產(chǎn)生用于反轉(zhuǎn)的選擇比特；5.轉(zhuǎn)到步驟1進行下一幀的操作。
現(xiàn)在描述利用上述初始化方案的偽隨機數(shù)發(fā)生器202的同步。在一個示例性實施例中，有兩個同步階段。這兩個同步階段包括初始系統(tǒng)信道存取階段和初始通信信道存取階段。在初始系統(tǒng)信道存取階段期間，接收裝置102不知道發(fā)送裝置102中的偽隨機數(shù)發(fā)生器200的狀態(tài)。此后，在初始通信信道存取階段期間，接收裝置102知道發(fā)送裝置102中偽隨機數(shù)發(fā)生器200的狀態(tài)，從而允許將序列號用于同步。
對于初始信道系統(tǒng)存取，對于利用以上參考圖6-9所述的初始化的不同偽隨機數(shù)發(fā)生器可以使用不同的方法。
利用一組預(yù)先產(chǎn)生并保存在陣列中的隨機數(shù)獲的參考圖6所述方法的初始信道存取。在發(fā)送裝置102和接收裝置104的偽隨機數(shù)發(fā)生器110、128中保存相同的陣列。產(chǎn)生一個隨機數(shù)作為存儲陣列的索引，并發(fā)送該隨機數(shù)以用于在發(fā)送裝置102和接收裝置104之間建立同步。
通過從發(fā)送裝置102向接收裝置104發(fā)送第二偽隨機數(shù)發(fā)生器700的位寄存器的狀態(tài)，獲得參考圖7所描述方法的初始信道存取。對于長度為n的寄存器，發(fā)送n比特數(shù)據(jù)。然而，如果僅為要發(fā)送的寄存器狀態(tài)保留較少比特(例如，僅4比特數(shù)據(jù))，則僅將寄存器1-4的狀態(tài)與數(shù)據(jù)一起發(fā)送。在這個例子中，在7幀(即，28比特)之后，可以得到整個比特串sign_ctl_array 100。在初始同步之后，在這個字段中的數(shù)據(jù)可用于檢驗在相應(yīng)的發(fā)送裝置102和接收裝置104之間比特串sign_ctl_orig是否仍然保持同步。
參考圖8描述的方法的初始信道存取類似于圖7中方法的初始信道存取，除了需要發(fā)送兩倍數(shù)據(jù)，因為要發(fā)送兩個偽隨機數(shù)發(fā)生器800和802的兩個寄存器中的比特(假定每個偽隨機數(shù)發(fā)生器800和802的移位寄存器與偽隨機數(shù)發(fā)生器700的移位寄存器具有相同比特數(shù))。
對以上參考圖1、2、3、4和5描述的示例性通信系統(tǒng)100的另外的實施細節(jié)進行說明。在一個示例性實施例中，定義一個加擾器陣列SA，其包括M個獨立的符號，每個符號包括n個脈沖。例如，該符號可以是數(shù)字0至M-1的二進制表示。現(xiàn)在描述基于符號操作的完整過程。
1.設(shè)置初始值m(1≤m≤M)，并設(shè)置sign_tx_array的初始值。
2.設(shè)置m＝m+1模算(mod)M。
3.利用m作為加擾器陣列SA的索引，得到一個符號；4.轉(zhuǎn)到2，直到獲得N個符號為止。利用這N個符號構(gòu)造一個新加擾字SW，如式1所示。
SW＝[SA(m)，SA(m+1mod M)，SA(m+2mod M)，...，SA(m+(N-1)mod M)] (1)5.對要發(fā)送的源數(shù)據(jù)的符號和所產(chǎn)生的SW進行XOR操作，產(chǎn)生新數(shù)據(jù)塊SSW1，如式2所示。
SSW1(n)＝symbol(n)SW(n)n＝1，...，N (2)6.從sign_tx_array得到N個均勻分布的二進制數(shù)cn(1，-1)，利用這些數(shù)產(chǎn)生新數(shù)據(jù)塊SSW2，如式(3)所示SSW2(n)＝SSW1(n)sign_tx_array(n*K)n＝1，...，N (3)
7.將SSW2用于發(fā)送。
8.更新sign_tx_array。
9.轉(zhuǎn)到2進行下一幀操作。
如式4所示計算SW中下一個符號的開始索引m＝m+N mod M (4)在接收機處，對接收序列SSW2執(zhí)行以下操作，以使接收機與發(fā)射機同步，并在基于符號的操作中恢復(fù)原始符號1.如果是初始采集，則對初始值m和隨機序列發(fā)生器進行同步，使得sign_tx_array(n)＝sign_rx_array(n)。
2.從sign_rx_array獲得N個均勻分布的的二進制數(shù)，利用這些數(shù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)SSW1，如式5所示SSW1(n)＝SSW2(n)sign_rx_array(n*K) n＝1，...，N(5)3.形成SW并利用SW解擾SSW1，以得到原始數(shù)據(jù) 如式6和7所示；SW＝[SA(m)，SA(m+1 mod M)，SA(m+2 mod M)，...，SA(m+(N-1)mod M)] (6)sym^bol(n)=SSW1(n)⊕SW(n)----(7)]]>4.計算下一個字的索引m，m＝m+N mod M；5.更新sign_rx_array；6.轉(zhuǎn)到步驟2進行下一個幀的操作。
如果sign_tx_array和sign_rx_array同步，則式8、9和10有效。
sign_tx_array(n)＝sign_rx_array(n) (8)SS^W1(n)=SSW1(n)⊕sign_tx_array(n)⊕sign_rx_array(n)]]>=SSW1(n)⊕(sign_tx_array(n)⊕sign_rx_array(n))]]>=SSW1(n)----(9)]]>Sym^bol(n)=SS^W(n)⊕SW(n)]]>=SSW1(n)⊕SW(n)]]>
=Symbol(n)⊕SW(n)⊕SW(n)]]>=Symbol(n)----(10)]]>雖然根據(jù)具體的組件描述了本發(fā)明的組件，但是可以預(yù)期的是，可以利用在計算機中運行的軟件來實現(xiàn)一個或多個組件。在該實施例中，可以利用控制計算機的軟件來實現(xiàn)各種組件的一個或多個功能。該軟件可以包含在計算機可讀載體中，例如磁盤或光盤、存儲卡或音頻、射頻或光載波。
另外，雖然在此參考具體實施例來說明和描述本發(fā)明，但是不意味著本發(fā)明局限于所示的細節(jié)。尤其，在與權(quán)利要求等價的范圍內(nèi)、以及在不脫離本發(fā)明的情況下，可以對細節(jié)進行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于減少寬帶信號中的離散功率譜密度(PSD)分量的方法，所述寬帶信號用于發(fā)送多個數(shù)據(jù)塊，每個所述數(shù)據(jù)塊包括N個元素，該方法包括步驟(a)獲取偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號，每個符號有K個比特；(b)從每個所獲取的符號中選擇一個比特，以產(chǎn)生N個選擇比特；(c)響應(yīng)于所述選擇比特，有選擇地反轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)塊之一中的對應(yīng)元素；(d)獲取偽隨機數(shù)據(jù)的一個或多個比特，以替換所述獲取的偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號中的相應(yīng)的一個或多個對應(yīng)比特；以及(e)對所述數(shù)據(jù)塊中的連續(xù)塊，重復(fù)步驟(b)至(d)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對應(yīng)元素是一個比特，所述有選擇地反轉(zhuǎn)步驟包括步驟響應(yīng)于所述選擇比特，有選擇地反轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)塊之一中的比特。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對應(yīng)元素是一個符號，所述有選擇地反轉(zhuǎn)步驟包括步驟響應(yīng)于所述選擇比特，有選擇地反轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)塊之一中的符號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對應(yīng)元素是一個幀，有選擇地反轉(zhuǎn)步驟包括步驟響應(yīng)于所述選擇比特，有選擇地反轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)塊之一中的幀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述獲取偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號的步驟包括步驟產(chǎn)生偽隨機數(shù)據(jù)；以及將所產(chǎn)生的偽隨機數(shù)據(jù)移入移位寄存器，其中，所述移位寄存器包括多個指定的符號區(qū)；以及其中，所述從每個所獲取的符號中選擇一個比特的步驟包括步驟從所述移位寄存器的每個指定符號區(qū)內(nèi)的固定位置選擇一個比特。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述從固定位置選擇一個比特的步驟包括步驟從第一指定符號區(qū)中的第一固定位置選擇第一比特，從第二指定符號區(qū)中的第二固定位置選擇第二比特，其中，所述第一和第二固定位置相對于各自的指定符號區(qū)處于不同的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述獲取偽隨機數(shù)據(jù)的一個或多個比特以替換所獲取的偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號中相應(yīng)的一個或多個比特的步驟包括步驟產(chǎn)生所述偽隨機數(shù)據(jù)的一個或多個比特；以及將所產(chǎn)生的一個或多個比特移入移位寄存器中，以替換同時移出該移位寄存器的、所獲取的偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號中的相應(yīng)數(shù)量的比特。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括步驟在所述有選擇地反轉(zhuǎn)步驟之前，對每個數(shù)據(jù)塊中的一個或多個元素進行加擾。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述加擾步驟包括步驟從包括多個偽隨機序列的偽隨機數(shù)序列組中選擇一個偽隨機數(shù)序列，以對每個數(shù)據(jù)塊中的一個或多個元素進行加擾。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述多個偽隨機序列基本上不相關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述獲取偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號的步驟包括利用至少一個線性反饋移位寄存器產(chǎn)生偽隨機數(shù)據(jù)的步驟，其中，該方法還包括步驟用偽隨機數(shù)據(jù)初始化所述至少一個線性反饋移位寄存器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述初始化步驟包括步驟從包括多個偽隨機序列的偽隨機數(shù)序列組中選擇一個偽隨機數(shù)序列。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述多個偽隨機序列基本上不相關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述初始化步驟包括步驟利用至少一個其它線性反饋移位寄存器產(chǎn)生其它偽隨機數(shù)序列；以及將所述其它偽隨機數(shù)序列傳送到所述至少一個線性反饋移位寄存器中。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述獲取偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號的步驟包括步驟利用第一線性反饋移位寄存器產(chǎn)生第一偽隨機數(shù)序列；利用第二線性反饋移位寄存器產(chǎn)生第二偽隨機數(shù)序列；對所述第一和第二隨機數(shù)序列進行邏輯組合；以及利用所述邏輯組合的第一和第二隨機數(shù)序列初始化第三線性反饋移位寄存器，該第三線性反饋移位寄存器產(chǎn)生所獲取的偽隨機數(shù)據(jù)。
16.一種用于減少寬帶信號中的離散功率譜密度(PSD)分量的裝置，所述寬帶信號用于發(fā)送多個數(shù)據(jù)塊，每個所述數(shù)據(jù)塊包括N個元素，該裝置包括移位寄存器，其具有被配置為接收偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號的單元；以及反相器，連接到所述移位寄存器的選擇單元，該反相器被配置為，響應(yīng)于所述選擇單元中的比特，有選擇地反轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)塊之一中的對應(yīng)元素。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，從包含比特、符號和幀的集合中選擇所述對應(yīng)元素。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述移位寄存器包括多個指定符號區(qū)，并且，其中，所述反相器連接到每個指定符號區(qū)中的一個單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述反相器連接到第一指定符號區(qū)中的第一固定位置中的第一單元和第二指定符號區(qū)中的第二固定位置中的第二單元，其中，所述第一和第二固定位置相對于各自的指定符號區(qū)處于不同的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，還包括連接到所述移位寄存器的偽隨機數(shù)發(fā)生器，其中，該偽隨機數(shù)發(fā)生器被配置為，提供偽隨機數(shù)據(jù)以初始化所述移位寄存器。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，還包括連接到所述移位寄存器的至少一個線性反饋移位寄存器，所述至少一個線性反饋移位寄存器被配置為，向所述移位寄存器提供偽隨機數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，還包括連接到所述至少一個線性反饋移位寄存器的寄存器，該寄存器存儲一組偽隨機數(shù)序列。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述偽隨機數(shù)序列組中的所述偽隨機數(shù)序列基本上不相關(guān)。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，還包括連接到所述移位寄存器的第一線性反饋移位寄存器；以及連接到所述第一線性反饋移位寄存器的第二線性反饋移位寄存器；其中，所述第二線性反饋移位寄存器被配置為，向所述第一線性反饋移位寄存器提供第一偽隨機數(shù)序列，以及，所述第一線性反饋移位寄存器被配置為，向所述移位寄存器提供第二偽隨機數(shù)序列。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，還包括被配置為產(chǎn)生第一偽隨機數(shù)序列的第一線性反饋移位寄存器；被配置為產(chǎn)生第二偽隨機數(shù)序列的第二線性反饋移位寄存器；連接到所述第一和第二線性反饋移位寄存器的組合器，該組合器被配置為組合所述第一和第二隨機數(shù)序列；以及連接到所述組合器和所述移位寄存器的第三線性反饋移位寄存器，所述第三線性反饋移位寄存器被配置為，響應(yīng)于所組合的第一和第二隨機數(shù)序列，產(chǎn)生被所述移位寄存器接收的偽隨機數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，還包括加擾器，其被配置為，在所述反相器進行有選擇地反轉(zhuǎn)之前，對每個數(shù)據(jù)塊內(nèi)的一個或多個元素進行加擾。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，還包括連接到所述加擾器的寄存器，該寄存器被配置為，存儲一組偽隨機數(shù)序列，并向所述加擾器提供所述偽隨機數(shù)序列，其中，所述偽隨機數(shù)序列組中的所述多個偽隨機數(shù)序列基本上不相關(guān)。
28.一種偽隨機數(shù)發(fā)生器，包括用于存儲一組偽隨機數(shù)序列的寄存器；以及連接到所述寄存器的線性反饋移位寄存器，該線性反饋移位寄存器被配置為，響應(yīng)于所述偽隨機數(shù)序列組，提供偽隨機數(shù)據(jù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的偽隨機數(shù)發(fā)生器，其中，所述偽隨機數(shù)序列組中的所述偽隨機數(shù)序列基本上不相關(guān)。
30.一種偽隨機數(shù)發(fā)生器，包括第一線性反饋移位寄存器；以及連接到所述第一線性反饋移位寄存器的第二線性反饋移位寄存器；其中，所述第二線性反饋移位寄存器被配置為，向所述第一線性反饋移位寄存器提供第一偽隨機數(shù)序列，所述第一線性反饋移位寄存器被配置為，響應(yīng)于所述第一偽隨機數(shù)序列，提供第二偽隨機數(shù)序列。
31.一種偽隨機數(shù)發(fā)生器，包括被配置為產(chǎn)生第一偽隨機數(shù)序列的第一線性反饋移位寄存器；被配置為產(chǎn)生第二偽隨機數(shù)序列的第二線性反饋移位寄存器；連接到所述第一和第二線性反饋移位寄存器的組合器，該組合器被配置為組合所述第一和第二隨機數(shù)序列；以及連接到所述組合器的第三線性反饋移位寄存器，所述第三線性反饋移位寄存器被配置為，響應(yīng)于所組合的第一和第二隨機數(shù)序列，產(chǎn)生偽隨機數(shù)據(jù)。
32.一種用于將數(shù)據(jù)塊作為超寬帶(UWB)信號進行發(fā)送的裝置，所述超寬帶信號具有減少的離散功率譜密度(PSD)分量，每個所述數(shù)據(jù)塊包括N個元素，該裝置包括移位寄存器，其具有被配置為接收偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號的單元；反相器，其連接到所述移位寄存器的選擇單元，以從所述偽隨機數(shù)據(jù)的每個符號中接收一個比特，該反相器被配置為，響應(yīng)于所述選擇單元中的比特，有選擇地反轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)塊之一中的對應(yīng)元素；以及連接到所述反相器的發(fā)射機，該發(fā)射機被配置為，發(fā)送所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的對應(yīng)元素。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，還包括連接到所述反相器的加擾器，該加擾器被配置為，在所述反相器進行有選擇的反轉(zhuǎn)之前，對每個數(shù)據(jù)塊內(nèi)的一個或多個元素進行加擾。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，還包括反饋環(huán)路，其連接在所述移位寄存器的中間單元與所述移位寄存器的第一單元之間，該反饋環(huán)路包括一個邏輯電路，該邏輯電路響應(yīng)于所述中間單元中的比特值，在所述第一單元產(chǎn)生新的比特值，以替換用于連續(xù)數(shù)據(jù)塊的所述移位寄存器中的所述偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號的一個或多個比特。
35.一種用于接收被有選擇地反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)塊的超寬帶(UWB)信號傳輸?shù)难b置，每個所述數(shù)據(jù)塊包括N個元素，該裝置包括接收機，其被配置為接收被有選擇地反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)塊的寬帶信號傳輸；連接到所述接收機的移位寄存器，該移位寄存器具有被配置為接收偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號的單元；以及反相器，其連接到所述移位寄存器的選擇單元，從所述偽隨機數(shù)據(jù)的每個符號中接收一個比特，該反相器被配置為，響應(yīng)于所述選擇單元中的比特，有選擇地反轉(zhuǎn)所述接收數(shù)據(jù)塊之一中的對應(yīng)元素。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的裝置，還包括連接到所述反相器的解擾器，該解擾器被配置為，對所述接收數(shù)據(jù)塊之一中的一個或多個元素進行解擾。
37.一種用于減少寬帶信號中的離散功率譜密度(PSD)分量的系統(tǒng)，所述寬帶信號用于發(fā)送多個數(shù)據(jù)塊，每個所述數(shù)據(jù)塊包括N個元素，該系統(tǒng)包括用于獲取偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號的裝置，每個符號有K個比特；用于從每個所獲取的符號中選擇一個比特以產(chǎn)生N個選擇比特的裝置；響應(yīng)于所述選擇比特而有選擇地反轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)塊之一中的對應(yīng)元素的裝置；以及用于獲取偽隨機數(shù)據(jù)的一個或多個比特以替換所獲取的偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號中相應(yīng)的一個或多個對應(yīng)比特的裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，還包括加擾裝置，用于在所述有選擇地反轉(zhuǎn)步驟之前對每個數(shù)據(jù)塊中的一個或多個元素進行加擾。
39.一種包括軟件的計算機可讀載體，所述軟件被配置為，控制計算機去執(zhí)行具體體現(xiàn)在計算機可讀介質(zhì)中的用于減少寬帶信號中的離散PSD分量的方法，所述寬帶信號用于發(fā)送多個數(shù)據(jù)塊，每個所述數(shù)據(jù)塊包括N個元素，所述方法包括步驟(a)獲取偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號，每個符號有K個比特；(b)從每個所獲取的符號中選擇一個比特，以產(chǎn)生N個選擇比特；(c)響應(yīng)于所述選擇比特，有選擇地反轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)塊之一中的對應(yīng)元素；(d)獲取偽隨機數(shù)據(jù)的一個或多個比特，以替換所獲取的偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號中相應(yīng)的一個或多個對應(yīng)比特；以及(e)對所述數(shù)據(jù)塊中的連續(xù)塊，重復(fù)步驟(b)至(d)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的計算機可讀載體，其中，由所述計算機實現(xiàn)的所述方法還包括步驟在有選擇地反轉(zhuǎn)步驟之前，對每個數(shù)據(jù)塊中的一個或多個元素進行加擾。
全文摘要
公開了用于減少寬帶信號中的離散功率譜密度(PSD)分量的方法與裝置，該寬帶信號用于發(fā)送數(shù)據(jù)塊。通過獲取偽隨機數(shù)據(jù)的N個符號減少離散分量，每個符號有K個比特；從每個所獲取的符號中選擇一個比特以產(chǎn)生N個選擇比特；響應(yīng)于選擇比特有選擇地反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)塊之一中的對應(yīng)元素；獲取偽隨機數(shù)據(jù)的一個或多個比特，以替換所獲取的偽隨機數(shù)據(jù)中的N個符號中相應(yīng)的一個或多個對應(yīng)比特；對連續(xù)的數(shù)據(jù)塊重復(fù)操作。
文檔編號G06F7/58GK1757212SQ200480005963
公開日2006年4月5日 申請日期2004年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月3日
發(fā)明者莫少敏, 亞歷山大·G·格爾曼 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社