專利名稱：多比特擴(kuò)頻信號的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多比特擴(kuò)頻信號，特別是涉及一種發(fā)射擴(kuò)頻信號的方法、一種恢復(fù)擴(kuò)頻信號的方法、一種擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)和一種擴(kuò)頻接收機(jī)。
在相對短的距離上可以發(fā)射和接收200 kbps比特率，但是對于更長距離，噪聲會影響恢復(fù)的信號的質(zhì)量。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種發(fā)射擴(kuò)頻信號的方法，其中較低比特率的信號與第二PN碼的乘積等于較高比特率的信號的比特率，并且其中，第一PN碼序列用于把所述乘積或較高比特率的信號擴(kuò)展為一個預(yù)確定輸出碼片速率。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一種恢復(fù)擴(kuò)頻信號的方法，該擴(kuò)頻信號具有由第一PN碼序列擴(kuò)展的較高比特率的信號和通過第一PN碼序列與第二PN碼序列之乘積擴(kuò)展的較低比特率的信號之一，該較低比特率與第二PN序列的碼片速率的乘積等于該較高比特率，該方法包括接收和解調(diào)一個擴(kuò)頻信號，接著在第一操作中把已解調(diào)信號與第一PN碼序列相關(guān)然后在第二操作中與第二PN碼序列相關(guān)；并且通過檢查在第一操作的輸出中出現(xiàn)一個強(qiáng)相關(guān)峰值而在第二操作的輸出中沒有相關(guān)峰值來確定一個較高比特率的信號是否存在以及通過檢查在第一操作的輸出中出現(xiàn)至少一個弱相關(guān)峰值而在第二操作的輸出中出現(xiàn)一個強(qiáng)相關(guān)峰值來確定一個較低比特率的信號是否存在。
按照本發(fā)明的第三方面，提供一種擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)，包括用于發(fā)射具有較高比特率和較低比特率之一的信號的一個發(fā)射臺，以及至少一個接收臺，該發(fā)射臺包括一個較低比特率的信號的信號源；一種裝置，用于由第二PN碼序列乘以較低比特率的信號以便給出一個乘積，該乘積具有基本上等于較高比特率信號的比特率的一個碼片速率；一個較高比特率的信號的信號源；一種裝置，用于把第一PN碼序列乘以較高比特率的信號(如果出現(xiàn)的話)或者所述乘積(如果出現(xiàn)的話)以便給出具有預(yù)確定輸出碼片速率信號的一個擴(kuò)頻信號；該接收臺具有一種裝置，用于接收和解調(diào)該擴(kuò)頻信號；第一裝置，用于把已解調(diào)信號與第一PN碼序列相關(guān)；第二裝置，用于把來自所提及的第一相關(guān)步驟中的輸出與第二PN碼序列相關(guān)；以及一種裝置，用來通過檢查在所述第一裝置的輸出中的一個強(qiáng)相關(guān)峰值而在所述第二裝置的輸出中沒有相關(guān)峰值來確定一個較高比特率信號的出現(xiàn)以及通過檢查在所述第一裝置的輸出中的至少一個弱相關(guān)峰值而在所述第二裝置的輸出中的一個強(qiáng)相關(guān)峰值來確定一個較低比特率的信號是否出現(xiàn)。
按照本發(fā)明的第四方面，提供一種擴(kuò)頻接收機(jī)，用于在任何時間接收具有由第一PN碼序列擴(kuò)展的較高比特率的信號和具有已經(jīng)被第一PN碼序列和第二PN碼序列擴(kuò)展的較低比特率的信號，該較低比特率與第二PN碼序列的乘積等于該較高比特率，該接收機(jī)包括一種裝置，用于接收和解調(diào)擴(kuò)頻信號；第一裝置，用于把已解調(diào)信號與第一PN碼序列相關(guān)；第二裝置，用于把來自所提及的第一相關(guān)步驟中的輸出與第二PN碼序列相關(guān)；以及一種裝置，通過檢查在所述第一裝置的輸出中的一個強(qiáng)相關(guān)峰值而在所述第二裝置的輸出中沒有相關(guān)峰值來確定一個較高比特率信號的出現(xiàn)以及通過檢查在所述第一裝置的輸出中的至少一個弱相關(guān)峰值而在所述第二裝置的輸出中的一個強(qiáng)相關(guān)峰值來確定一個較低比特率的信號是否出現(xiàn)。
低比特率(LBR)信道的供應(yīng)使一則消息能夠在噪聲存在時被接收，而該噪聲足夠使高比特率(HBR)信道中斷。
使低比特率和第二PN碼序列的乘積等于高比特率的一個好處在于恢復(fù)各自比特率的信號。由于這個關(guān)系，將始終存在由于采用第一PN碼序列的第一相關(guān)操作所要求的某種程度的相關(guān)。在擴(kuò)頻信號為較高比特率的情況下那么一個強(qiáng)峰值被檢測到但是如果是在較低比特率的情況下，將檢測一個弱相關(guān)峰?？墒?，在后一種情況中，由于第二相關(guān)操作的結(jié)果，將檢測一個強(qiáng)相關(guān)峰值。
可以利用一個高平均增益來解擴(kuò)高數(shù)據(jù)速率信道以便抑制噪聲。通過這種手段，可以實現(xiàn)理論上的最大附加擴(kuò)展增益的顯著比例同時把對硬件和同步時間的影響減到最小。第一和第二相關(guān)操作可以在各自的匹配濾波器中進(jìn)行并且在這些操作的每一個中的運行平均值被輸出以便更正確地確定相關(guān)峰值的位置。
在附圖中，同一參考數(shù)字已用于表示相應(yīng)的特征。
最佳實施方案參見

圖1，該擴(kuò)展頻譜傳輸系統(tǒng)包括一個發(fā)射機(jī)Tx和一個接收機(jī)Rx。為了描述方便，將假設(shè)該系統(tǒng)操作在2.4 GHz ISM帶寬中并且編碼的數(shù)據(jù)信號或者是200 kbps的高比特率(HBR)或者是利用一個9碼片PN碼序列最初擴(kuò)展到200kcps的22.22kbps的低比特率(LBR)。
發(fā)射機(jī)Tx包括一個HBR數(shù)據(jù)源10，它以200kbps比特的形式產(chǎn)生多個碼元。碼元轉(zhuǎn)換交換機(jī)SW提供那些碼元給乘法器12，提供11碼片PN碼序列的一個第一編碼發(fā)生器14連接到該乘法器12上。乘法器12的2.2 Mcps輸出被提供給GFSK調(diào)制器16，GFSK調(diào)制器16中的輸出在功率放大器18中被放大并且通過天線20傳播。
以22.22 kbps比特形式產(chǎn)生多個碼元的一個低比特率(LBR)數(shù)據(jù)源26被耦合到乘法器28上，提供9碼片PN碼序列的一個第二編碼發(fā)生器30連接到乘法器28上。通過轉(zhuǎn)換交換機(jī)SW提供乘法器28中的200 kcps輸出——當(dāng)切換時——給乘法器12，乘法器12中，乘以由第一編碼發(fā)生器14提供的11碼片PN碼序列從而提供一個2.2 Mcps輸出。其后，以與擴(kuò)頻HBR信號相同的方式處理該輸出。在任一情況下，通過天線24傳播的信號蒙受噪聲。
在接收機(jī)Rx處，傳播的信號通過天線32接收并且被傳送到RF前端和解調(diào)器34。該輸出被提供給一個1比特模數(shù)轉(zhuǎn)換器36以便被解碼，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器36提供一個2.2 Mcps信號到第一濾波器功能塊38中。
在濾波器功能塊38中，該2.2 Mcps信號以例如說，因子10過抽樣。模塊38具有作為HBR時鐘信號的一個輸入100，即200kHz；和兩個輸出，就是用于信號檢測的輸出102，即信號或者低于低門限值、在低和高門限值之間或者超出高門限值，和作為比特輸出的輸出104，即，較高比特率的解碼比特流；另外一個輸入(或輸入組)106提供于模塊38中，用于提供(a)PN碼序列，(b)平均值增益阿爾法(α)，其可以使用范圍0＜α＜1中的數(shù)值，以及(c)濾波器RMS信號的較高和較低門限值。
第一濾波器功能塊38的輸出104包括較高(沒有被過抽樣)比特率的一個信號，其被耦合到第二濾波器功能塊40的輸入。模塊40具有作為LBR時鐘信號的一個輸入200，即22.22 kHz，和兩個輸出，就是，用于信號檢測的輸出202，如果一個信號被相信要出現(xiàn)則該輸出為"1"否則它為零，作為比特輸出的輸出204，即，解碼的LBR流。
另外一個輸入或輸入組206提供于模塊40中，用于提供(a)PN碼序列，(b)平均值增益alpha(或α)，其可以使用范圍0＜α＜1中的數(shù)值，以及(c)濾波器RMS信號門限值，超過它信號被認(rèn)為要出現(xiàn)，給定的最大可能的RMS信號值等于碼長，即，9。
圖2說明了級聯(lián)的第一和第二匹配濾波器42、44，用于恢復(fù)HBR數(shù)據(jù)(如果出現(xiàn)的話)或者LBR數(shù)據(jù)(如果出現(xiàn)的話)。在第一匹配濾波器42的情況下，它包括110級移位寄存器46和110級寄存器48，用于處理十次過抽樣的碼片流。為了表示方便，移位寄存器46和寄存器48的每一級被表示為由10次級形成的一個宏級。寄存器48的宏級存儲該11碼片PN碼序列。過抽樣的碼片流被應(yīng)用到移位寄存器46的輸入50中。相應(yīng)于寄存器46的次級，48被耦合到各自的“異或”門(XOR)52并且它們的輸出在總計級54中被總計以便在端子56上提供一個HBR輸出。端子56被連接到一個HBR判斷級58。級58的輸出提供HBR比特或者有效地以HBR碼片到包括9級移位寄存器60和一個寄存器62的第二匹配濾波器44上。寄存器60接收來自判決級58中高比特率的碼片并且寄存器62存儲9碼片PN碼序列?！爱惢颉遍T64被耦合到移位寄存器60和寄存器62的相應(yīng)級的輸出上?！爱惢颉遍T64的輸出在總計級66中被總計，總計級66在端子68上提供一個LBR輸出。一個LBR判斷級70被耦合到該端子68上。級70對出現(xiàn)在輸出72上的LBR比特值做出一個硬判決。
操作中，一個碼片流以22MHz的過抽樣碼片速率(假設(shè)10次過抽樣)進(jìn)入端子50。在每個抽樣被記時到移位寄存器中之后，靠過抽樣碼完成XOR和附加的操作并且過抽樣的高比特率(HBR)輸出被傳送給一個判決級58，判決級58，對于每一高數(shù)據(jù)速率比特周期，對相應(yīng)的高數(shù)據(jù)速率比特數(shù)值進(jìn)行一個軟或硬判決。一個軟判決表示實際的濾波器相關(guān)值被傳送到解擴(kuò)展的第二級，即，第二匹配濾波器44，同時一個硬判決表示傳遞給第二級的該數(shù)值為比特值±1.有關(guān)比特差錯率(BER)的軟或硬判決的完成將稍后討論。
已經(jīng)對高比特率作出判決的判決級58，它的輸出被傳送給解擴(kuò)的第二級，在其中高比特率比特輸入第二移位寄存器60，以高比特率(沒有過抽樣)進(jìn)行記時，利用儲存在寄存器62中的第二PN碼序列實現(xiàn)XOR和附加操作。在端子68上最后的低比特率輸出然后被饋送到LBR判決級70以便對LBR比特值做出一個硬判決。
參考圖3和4被描述的一種同步技術(shù)以一個高平均增益(接近于1)使用在高比特率上，所以高比特率比特可以以足夠的精確度從任何噪聲中浮現(xiàn)以便到解擴(kuò)的下一級(即，第二匹配濾波器44)進(jìn)行現(xiàn)實的進(jìn)程。參考圖3和4描述的同步技術(shù)還可以用于對LBR比特值做出一個硬判決。
參考圖3現(xiàn)在將描述在上面指出的同步技術(shù)。為了方便，將使用第一濾波器功能塊38作為一個示例來描述該技術(shù)但是應(yīng)該理解，第二濾波器功能塊40使用第二匹配濾波器44以相同的方式操作。濾波器功能塊38包括第一匹配濾波器42和運行平均值電路74。因為第一匹配濾波器42與參考圖2描述的相同，為了簡短，它將不再被描述。
因為第一碼片PN碼序列的自相關(guān)性質(zhì)，如果沒有噪聲，在端子56上的濾波器輸出將在一個比特周期之內(nèi)在儲存在移位寄存器48中的本地PN碼序列與接收的碼序列同步的那一瞬時達(dá)到峰值，并且峰值的符號將對應(yīng)于發(fā)射的比特的符號?？墒?，在噪聲存在時，在濾波器輸出中的假峰值可能導(dǎo)致錯誤比特判定，因為實際的同步峰值幅值可能降低同時濾波器輸出信號可能在一個比特周期內(nèi)的其它時間處達(dá)到峰值。
運行平均值電路74通過計算RMS濾波器的運行平均值來允許實際的信號從噪聲中浮現(xiàn)從而能夠獲得同步。該計算被總結(jié)為如下方程式χ^in=α*χ^in-1+(1-α)*χ^in]]>在此， 是在第n個數(shù)據(jù)比特周期中的第i個匹配濾波器輸出抽樣的絕對值， 是在第n-1個數(shù)據(jù)比特周期結(jié)束時相應(yīng)的第i個抽樣運行平均值，和α是平均增益并且具有0＜α＜1之間的一個數(shù)值。通常，作為一個簡單的平均值，α＝0.5；而對于一個雙速率系統(tǒng)的較高比特率，α為一個接近于1的較高數(shù)值。
電路74的一個實施包括一個多級存儲器76，用于在每個位置或寄存器處存儲過抽樣碼片的每個抽樣的當(dāng)前運行平均值。存儲器76的每個寄存器被耦合到一個去復(fù)用配置78上所以儲存的每個抽樣可以被連續(xù)地讀出并通過一個延遲元件90應(yīng)用到一個計算網(wǎng)絡(luò)上。處理已經(jīng)被延遲元件90延遲了的早先抽樣的該計算網(wǎng)絡(luò)，包括第一乘法器80，在其中抽樣 乘以保存在存儲器82中的α以便產(chǎn)生α*χ^in=1]]>。
端子56上的相應(yīng)輸出yi被應(yīng)用到一個絕對值級57，其提供一個相應(yīng)的輸出χin，在此χin＝absyin，其被應(yīng)用到第二乘法器84并乘以保存在存儲器86中的(1-α)以便產(chǎn)生(1-α)χin。由第一和第二乘法器80、84產(chǎn)生的輸出在求和級88中被合并以便產(chǎn)生新的運行平均值 并且該新數(shù)值被儲存，其被應(yīng)用到多路復(fù)用器92上，該多路復(fù)用器92立即連接到讀出早先的相應(yīng)運行平均值的寄存器之前的存儲器76的寄存器上。
在連續(xù)的比特周期期間，執(zhí)行一個處理來查找 的最大值。在一個比特周期開始的時候，儲存在第一位置中的數(shù)值被作為最大值對待并且下一個數(shù)值在比較級94中與第一個進(jìn)行比較，并且，如果它更大，則它變成新的最大值并且同時該相應(yīng)的匹配濾波器輸出抽樣值被儲存。此過程繼續(xù)并且在該比特周期結(jié)束之前已知匹配濾波器輸出56的抽樣對應(yīng)于最大值yimaxn并且它的符號(正或負(fù))用于對比特數(shù)值做出一個硬判決。如果期望進(jìn)行一個軟判決，則在比特最后的數(shù)值yimaxn被使用。雖然為下一數(shù)據(jù)比特存儲全部 值是必要的，可是沒有必要存儲全部抽樣χin。在一個給定比特周期期間所需要存儲的全部是當(dāng)前的最大值 和相應(yīng)的濾波器輸出數(shù)值．在比較級94中對yimaxn的判定被輸出。
為了確定一個信號是否存在在一個信道中，分別地檢查HBR和LBR比特數(shù)值判決模塊58中的相關(guān)峰值的幅值并且設(shè)置一個門限值Th2，超出該門限值的一個信號被認(rèn)為出現(xiàn)。關(guān)于圖4a到4d的下列說明公開了當(dāng)在兩個解擴(kuò)級中使用不同的平均值因子時如何可以實現(xiàn)這一點。在圖4a到4d中，橫坐標(biāo)表示抽樣數(shù)而縱坐標(biāo)分別表示均方根(RMS)相關(guān)。各個跡線表示改變平均值增益α和信噪比(SNR)對儲存的RMS相關(guān)的影響，在圖4a的情況下，α＝0.5而SNR=3dB，圖4bα＝0.9375而SNR＝3dB，圖4cα＝0.9375而SNR＝0dB以及在圖4d中，α＝0.9375而SNR＝-3dB。這些圖的參閱說明對于一個較高的平均增益值α，導(dǎo)致一個較光滑的相關(guān)。這些圖也說明了隨著SNR減小那么相關(guān)峰值淹沒在噪聲層中，其一個平均的相關(guān)數(shù)值大約為15。
為信號的檢測設(shè)置門限值Th2因此成為決定可以容忍什么程度的比特差錯率的一件事情，因此相應(yīng)限制SNR和平均增益α以便可接受地獲得光滑的RMS相關(guān)峰值，其具有超出門限值的一個數(shù)值。
為信號檢測門限值設(shè)置的數(shù)值將影響在確認(rèn)一個信號出現(xiàn)之前需要接收的比特數(shù)。圖5表示在3dB SNR與α＝0.9375的高比特率RMS相關(guān)信號如何隨著數(shù)據(jù)開始到達(dá)而從儲存的零初始狀態(tài)發(fā)展的。對于迅速的信號檢測，設(shè)置一個門限值Th1，其安全地超出噪聲層但是沒有超出太遠(yuǎn)，例如圖5中的～20產(chǎn)生信號檢測所需要的6個接收比特。為了確保一個低BER，在此示例中假定為3dB的限制SNR處設(shè)置門限值Th2剛好低于最小的穩(wěn)態(tài)峰值高度。然后，如圖5所示，如果惡化的SNR低于3dB的話，狀態(tài)為50的門限值Th2將往向下的方向穿過。參見圖7，其將稍后被更詳細(xì)地描述，當(dāng)相關(guān)峰值超過門限值Th2時，可以期望一個比大約1.0e-3(或10-3)更好的BER，如圖5右部所示。
這兩個門限值Th1、Th2使接收機(jī)能夠指示對于高或低數(shù)據(jù)速率接收信號強(qiáng)度是否足夠。通過使用一個存儲器來在這兩個門限值傳遞之間的間隔中存儲接收的高數(shù)據(jù)速率比特然后能夠?qū)崿F(xiàn)在高比特率信號上的快速同步而沒有高比特率數(shù)據(jù)損耗。
高比特率信號將還通過在低數(shù)據(jù)速率處的一個信號檢測的繼續(xù)缺席來指示。圖6表示低比特率信號的RMS相關(guān)，平均增益α＝0.5，與圖5等效。從這張圖中，在兩個低數(shù)據(jù)速率比特在給出-1dB的SNR的～1.0e-3的BER處之后，數(shù)值為5的信號門限值Th3將導(dǎo)致信號檢測(參見圖7曲線"F")。信號檢測標(biāo)記的狀態(tài)將使接收機(jī)能夠為它自己確定任何接收信號的比特率。
表1表示在可能的信號接收條件下的信號檢測標(biāo)記的狀態(tài)，同時表2總結(jié)了推薦的匹配濾波器參數(shù)數(shù)值以便在兩個比特率處獲得1e-3 BER的質(zhì)量。
表1
表2從監(jiān)控上述門限值Th1、Th2和Th3中可產(chǎn)生的其他結(jié)論是(a)如果對于高低比特率都有強(qiáng)相關(guān)峰值，則該信號是LBR但是也可以是HBR，(b)如果對于高低比特率有一個弱相關(guān)峰值而對于低比特率沒有相關(guān)峰值，則該信號可能是一個差質(zhì)量的HBR，(c)如果在LBR處執(zhí)行兩個門限值并且如果對于高低比特率都有弱的相關(guān)峰值，則該信號有可能的是一個差質(zhì)量的LBR，和(d)如果沒有高比特率相關(guān)峰值而有一個強(qiáng)-弱的低比特率相關(guān)峰值，則結(jié)論是它應(yīng)該是一個不可能的條件。在結(jié)論(a)、(b)和(c)的情況下，一個輸出判決可能產(chǎn)生但是它被標(biāo)記來表示一個低信度的判決。
圖7表示通過模擬信噪比(SNR)的函數(shù)所獲得的BER曲線，在高低比特率分別地被仿真為大約10,000比特。曲線A表示以高數(shù)據(jù)速率操作的完全同步的匹配濾波器的理想性能。曲線B表示以高數(shù)據(jù)速率操作的平均增益α為0.5的同步匹配濾波器的性能。曲線C表示以高數(shù)據(jù)速率操作的沒有任何同步的傳統(tǒng)匹配濾波器的性能。曲線D表示具有平均增益為0.5的級聯(lián)的偽隨機(jī)碼匹配濾波器系統(tǒng)的理想性能，其中，第一級濾波器長度為990并且對高數(shù)據(jù)速率比特沒有進(jìn)行判決。這意味著第二移位寄存器以過抽樣的碼片速率(22MHz)被記時。這個系統(tǒng)概略地等于一個長度為99的偽隨機(jī)序列10倍過抽樣的解擴(kuò)處理。曲線E表示一個級聯(lián)碼濾波器的性能，其在高數(shù)據(jù)速率處具有平均值增益為0.9375而在低數(shù)據(jù)速率處平均增益為0.5并帶有對高數(shù)據(jù)速率比特的一個軟判決。最后，曲線F表示在除了對高數(shù)據(jù)速率比特進(jìn)行硬判決之外在LBR軟判決的情況下的同一級聯(lián)碼濾波器的性能。
從這些曲線可以看出，當(dāng)使用低數(shù)據(jù)速率時在各級之間的硬判決的很簡單的硬件實現(xiàn)只支付一個小的-0.5dB報應(yīng)而可以獲得一個4.5dB的優(yōu)勢。雖然這一改善僅僅是理想9碼片碼的預(yù)期可能的9dB的一半，可是應(yīng)該了解以這樣的短碼長度，偽隨機(jī)序列的理想的正交性假設(shè)不是很滿意的。另外，因為同步處理在一個990長度的移位寄存器上實現(xiàn)太昂貴了，假設(shè)理想的正交性如HBR conv和HBR sync曲線的比較中明顯看出，事實上僅僅6dB是可用的。
在兩者的解擴(kuò)級中，一個較高的平均增益將導(dǎo)致性能上的小的改善但是引入的數(shù)據(jù)表示在性能、同步速度和硬件復(fù)雜性之間的一個利弊。
關(guān)于同步速度，應(yīng)當(dāng)指出，在平均值已經(jīng)生效之前濾波器性能始終等于或超過相等的傳統(tǒng)不同步的濾波器。如果噪聲很低，那么信號一被接收，正確的數(shù)據(jù)比特就將浮現(xiàn)，它只需要時間用于RMS濾波器峰值傳送門限值，其表示信號的明確檢測。
在本說明和權(quán)利要求中，元件之前的單詞"一個"不排除多個這樣的元件的存在。另外，單詞"包括"不排除除那些列出的元件或步驟外的其他元件或步驟的存在。
從本公開的閱讀中，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說其他修改將是顯而易見的這樣的修改可以包括擴(kuò)頻系統(tǒng)和因此的元件零件的設(shè)計、制造和使用中已經(jīng)已知其他特征以及可以被使用來代替或在此已經(jīng)描述的或增加的其他特征。
工業(yè)實用性用于短范圍民用和商業(yè)應(yīng)用的低成本、低功率擴(kuò)頻系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)射擴(kuò)頻信號的方法，其中較低比特率的信號與第二PN碼的乘積等于較高比特率的信號的比特率，并且其中，第一PN碼序列用于把所述乘積或較高比特率的信號擴(kuò)展為一個預(yù)確定輸出碼片速率。
2.一種恢復(fù)擴(kuò)頻信號的方法，該擴(kuò)頻信號具有由第一PN碼序列擴(kuò)展的較高比特率的信號和通過第一PN碼序列與第二PN碼序列之乘積擴(kuò)展的較低比特率的信號之一，該較低比特率與第二PN序列的碼片速率的乘積等于該較高比特率，該方法包括接收和解調(diào)一個擴(kuò)頻信號，接著在第一操作中把已解調(diào)信號與第一PN碼序列相關(guān)然后在第二操作中與第二PN碼序列相關(guān)；并且通過檢查在第一操作的輸出中出現(xiàn)一個強(qiáng)相關(guān)峰值而在第二操作的輸出中沒有相關(guān)峰值來確定一個較高比特率的信號是否出現(xiàn)以及通過檢查在第一操作的輸出中出現(xiàn)至少一個弱相關(guān)峰值而在第二操作的輸出中出現(xiàn)一個強(qiáng)相關(guān)峰值來確定一個較低比特率的信號是否出現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于第一和第二操作在各自的匹配濾波器被執(zhí)行。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于獲得各自匹配濾波器的移動平均值以便在各自的濾波器輸出中同步檢測峰值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于根據(jù)如下方程式確定運行平均值χ^in=α*χ^in-1+(1-α)*χ^in]]>在此，χin是在第n個數(shù)據(jù)比特周期中的第i個匹配濾波器輸出抽樣的絕對值， 是在第n-1個數(shù)據(jù)比特周期結(jié)束時相應(yīng)的第i個抽樣運行平均值，和α是平均增益并且具有0＜α＜1之間的一個數(shù)值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于α具有一個大于0.5的數(shù)值。
7.一種擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)，包括用于發(fā)射具有較高比特率和較低比特率之一的信號的一個發(fā)射臺，以及至少一個接收臺，該發(fā)射臺包括一個較低比特率的信號的信號源；裝置，用于由第二PN碼序列乘以較低比特率的信號以便給出一個乘積，該乘積具有基本上等于較高比特率信號的比特率的一個碼片速率；一個較高比特率的信號的信號源；裝置，用于把第一PN碼序列乘以較高比特率的信號(如果出現(xiàn)的話)或者所述乘積(如果出現(xiàn)的話)以便給出具有預(yù)確定輸出碼片速率信號的一個擴(kuò)頻信號；該接收臺具有裝置，用于接收和解調(diào)該擴(kuò)頻信號；第一裝置，用于把已解調(diào)信號與第一PN碼序列相關(guān)；第二裝置，用于把來自所提及的第一相關(guān)步驟中的輸出與第二PN碼序列相關(guān)；以及裝置，通過檢查在所述第一裝置的輸出中的一個強(qiáng)相關(guān)峰值而在所述第二裝置的輸出中沒有相關(guān)峰值來確定一個較高比特率信號的出現(xiàn)以及通過檢查在所述第一裝置的輸出中的至少一個弱相關(guān)峰值而在所述第二裝置的輸出中的一個強(qiáng)相關(guān)峰值來確定一個較低比特率的信號是否出現(xiàn)。
8.一種擴(kuò)頻接收機(jī)，用于在任何時間接收具有由第一PN碼序列擴(kuò)展的較高比特率的信號和具有已經(jīng)被第一PN碼序列和第二PN碼序列擴(kuò)展的較低比特率的信號，該較低比特率與第二PN碼序列的乘積等于該較高比特率，該接收機(jī)包括裝置，用于接收和解調(diào)擴(kuò)頻信號；第一裝置，用于把已解調(diào)信號與第一PN碼序列相關(guān)；第二裝置，用于把來自所提及的第一相關(guān)步驟中的輸出與第二PN碼序列相關(guān)；以及裝置，通過檢查在所述第一裝置的輸出中的一個強(qiáng)相關(guān)峰值而在所述第二裝置的輸出中沒有相關(guān)峰值來確定一個較高比特率信號的出現(xiàn)以及通過檢查在所述第一裝置的輸出中的至少一個弱相關(guān)峰值而在所述第二裝置的輸出中的一個強(qiáng)相關(guān)峰值來確定一個較低比特率的信號是否出現(xiàn)。
9.如權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于其中，用于相關(guān)的所述第一和第二裝置包括各自的匹配濾波器。
10.如權(quán)利要求9所述的接收機(jī)，其特征在于每一所述匹配濾波器被耦合到用于獲得一個運行平均值的裝置上并且提供裝置用于確定在各自的運行平均值中的同步峰值。
全文摘要
一種發(fā)射和接收擴(kuò)頻信號的方法,其中,較低比特率的信號與第二PN碼的乘積等于較高比特率的信號的比特率,并且其中,第一PN碼序列用于把所述乘積或較高比特率的信號擴(kuò)展為被發(fā)射的一個預(yù)確定輸出碼片速率信號。在接收機(jī)處,擴(kuò)頻信號被接收和解調(diào)并且在第一操作中把已解調(diào)信號與第一PN碼序列相關(guān)然后在第二操作中把來自所提及的第一相關(guān)步驟中的輸出與第二PN碼序列相關(guān)。如果在第一操作的輸出中檢測到一個強(qiáng)相關(guān)峰值而在第二操作的輸出中檢測到?jīng)]有相關(guān)峰值則把它作為一個較高比特率的信號來對待;但是如果在第一操作的輸出中檢測到至少一個弱相關(guān)峰值并且在第二操作的輸出中檢測到一個強(qiáng)相關(guān)峰值則把它作為一個較低比特率的信號來對待。
文檔編號H04J13/00GK1369143SQ00806292
公開日2002年9月11日 申請日期2000年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月17日
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