專利名稱：對于以擴(kuò)展頻譜方法編碼的信號基于頻率調(diào)制的收發(fā)器的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對于以擴(kuò)展頻譜方法編碼的信號、特別是對于以直接序列CDMA方法編碼的信號基于頻率調(diào)制的收發(fā)器的應(yīng)用。
對于在工業(yè)、醫(yī)學(xué)或科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用世界范圍可以支配在2.4GHz的ISM頻帶(工業(yè)-科學(xué)-醫(yī)學(xué))。在遵循FCC(聯(lián)合-通信-代理)提出的準(zhǔn)則的情況下借助于頻譜擴(kuò)展技術(shù)(擴(kuò)展-頻譜-技術(shù))可以訪問該頻帶。例如對此在使用ISM頻帶的情況下可以實現(xiàn)無繩電話或基于無線傳輸?shù)碾娦畔到y(tǒng)用于傳輸測量值。
對于利用ISM頻帶的系統(tǒng)主要DS-CDMA(直接-序列-碼分多址)或FH-CDMA(跳頻碼分多址)用作訪問無線信道的方法。通常在具有DS-CDMA的系統(tǒng)中PSK調(diào)制(相移鍵控調(diào)制)用作調(diào)制方法并且在具有FH-CDMA的系統(tǒng)中FSK調(diào)制(頻移鍵控調(diào)制)用作調(diào)制方法。
對此在許多已經(jīng)在市場上有的無繩電信系統(tǒng)、比如DECT(數(shù)字增強(qiáng)無繩通信)、WDCT(全球數(shù)字無繩通信)中或在藍(lán)牙系統(tǒng)中基于GFSK調(diào)制(高斯偏移鍵控)的收發(fā)器(發(fā)射機(jī)/接收機(jī))得到應(yīng)用。GFSK調(diào)制是FSK調(diào)制的一種特殊形式，在該調(diào)制中具有預(yù)先確定的、例如0.5的帶寬-符號持續(xù)時間-積BT的高斯低通濾波器用于基帶預(yù)濾波。以GFSK調(diào)制的信號具有恒定的包絡(luò)線，由此有益地可以使用簡單的發(fā)送放大器。當(dāng)然如此的電信系統(tǒng)例如不適用于根據(jù)對此必須的PSK調(diào)制方法的DS-CDMA訪問方法。因此在如此的電信系統(tǒng)中為了應(yīng)用DS-CDMA訪問方法使用一個適合于PSK調(diào)制方法的收發(fā)器，其也不適合于FSK調(diào)制。
因此對本發(fā)明來說任務(wù)是建立一個方法，該方法使對于GFSK調(diào)制方法設(shè)計的收發(fā)器能夠用于DS-CDMA訪問方法。
通過具有權(quán)利要求1的特征的方法解決該任務(wù)。從附屬權(quán)利要求中得出根據(jù)本發(fā)明方法的廣泛擴(kuò)展。
基于本發(fā)明的想法在于通過第一數(shù)據(jù)符號對用于擴(kuò)展頻譜方法的碼片序列編碼，借助于頻率調(diào)制傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)符號。每個碼片序列再度向由多個第一數(shù)據(jù)符號形成的數(shù)據(jù)符號表明，真正以擴(kuò)展頻譜方法傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。由此對于發(fā)送和接收頻率調(diào)制的信號設(shè)計的收發(fā)其在沒有電路技術(shù)改變的情況下可以用于以擴(kuò)展頻譜方法編碼的信號。如此的收發(fā)器例如用于DECT、WDCT、SWAP或藍(lán)牙系統(tǒng)中。當(dāng)然對此必須忍受提供使用的傳輸速率降低因數(shù)L，因為碼片序列的持續(xù)時間為L·TBit，并且通過碼片序列準(zhǔn)確編碼持續(xù)時間TBit的第一數(shù)據(jù)符號。通過降低數(shù)據(jù)傳輸率本發(fā)明特別適合于具有TDD(時分復(fù)用)語言連接的無繩電話或適用于以較低的數(shù)據(jù)傳輸率傳輸測量值。
該收發(fā)器主要發(fā)送與接收以高斯頻移鍵控調(diào)制方法調(diào)制的信號。該調(diào)制方法例如用在按照DECT標(biāo)準(zhǔn)的無繩電話中并且因此進(jìn)一步擴(kuò)展，并且以價廉的發(fā)送接收級可以實施該調(diào)制方法。
第一數(shù)據(jù)符號優(yōu)選為二進(jìn)制或者雙值的數(shù)據(jù)符號，由此分配給第一數(shù)據(jù)符號dn的數(shù)據(jù)串按其值以cn，v或1-cn，v的形式給出，其中v＝0，...，L-1。
主要以直接序列CDMA方法編碼以擴(kuò)展頻譜方法編碼的信號。由此在沒有額外費(fèi)用的情況下可以使用按照GFSK方法工作的收發(fā)器。
在一個有選擇的優(yōu)選應(yīng)用中收發(fā)器適合于跳頻并以跳頻CDMA方法(FH-CDMA)編碼以擴(kuò)展頻譜方法編碼的信號。因此得出不僅對于DS-CDMA編碼信號而且對于FH-CDMA編碼信號的應(yīng)用可能性。當(dāng)然根據(jù)必需發(fā)送和接收的信號的編碼轉(zhuǎn)換一個如此的收發(fā)器。
該收發(fā)器主要在ISM頻帶(ISM-頻帶工業(yè)-科學(xué)-醫(yī)學(xué)-頻帶)內(nèi)發(fā)送并接收信號。作為實例在此是2.4GHz頻帶，由聯(lián)邦通信委員會公開該頻帶用于工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)，并且例如可以用于通過無線傳輸測量值。
例如來自DECT或WDCT系統(tǒng)的、按照開環(huán)原理工作的發(fā)送器可以用于該收發(fā)器?？墒怯羞x擇地也可以使用按照閉環(huán)原理工作的發(fā)送器、比如∑Δ調(diào)制的N級PLL頻率合成器。
從下面的、本發(fā)明結(jié)合圖的實施例描述中得出另外的優(yōu)點和應(yīng)用可能性。在圖中指出

圖1用于根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用的收發(fā)器的接收機(jī)的結(jié)構(gòu)。
在圖1中描述的接收機(jī)以低噪聲放大器2(LAN低噪聲放大器)放大高頻接收信號1，并且把放大的接收信號的I和Q分量供給第一乘法器3或者第二乘法器4。第一乘法器3使供給的信號(I分量)與載波頻率5相乘，以便從接收信號1中獲得基帶接收信號。類似地第二乘法器4使供給的信號(Q分量)與載波頻率6相乘，以便同樣從接收信號1中獲得基帶接收信號。
如此“向下混頻”在基帶接收信號上的接收信號分量分別被供給第一去混疊濾波器7和第二去混疊濾波器8，以便對于基帶接收信號的數(shù)字化滿足香農(nóng)取樣理論。
通過第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器11和第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換器12把已低通濾波的信號數(shù)字化、偏移到其頻率中、濾波，并且供給差分解調(diào)器。有選擇地代替差分解調(diào)器也可以使用一個在DECT或WDCT系統(tǒng)中使用的、按照限幅鑒頻器原理的模擬FM解調(diào)器。對此根據(jù)模擬FM調(diào)制器的非線性以損失干擾信號抑制進(jìn)行計算。
變頻器具有第三直到第六乘法器13至16并具有第一加法器17和第二加法器18。第三乘法器13和第四乘法器14使供給的數(shù)字信號與第一控制信號9相乘，與此并行第五乘法器15和第六乘法器16使供給的數(shù)字信號與第二控制信號10形成。第一控制信號9和第二控制信號10與二個當(dāng)調(diào)制在發(fā)送器中基于接收信號的發(fā)送信號時的信號分量一致，該信號分量用于產(chǎn)生二進(jìn)制發(fā)送信號。第三乘法器13和第五乘法器15的輸出信號或者第四乘法器14和第六乘法器16的輸出信號通過第一加法器17或者通過第二加法器18相加，并且供給第一濾波器19或者第二濾波器20。
第一濾波器19和第二濾波器20濾波已解調(diào)的信號并把信號供給后處理設(shè)備21，該設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化并合并二個信號。后處理設(shè)備21的輸出信號被供給一個包括一個乘法器22和一個與其并聯(lián)布置的延遲元件23以及一個連接在延遲元件后面的、用于形成共軛復(fù)數(shù)的元件24的差分解調(diào)器。元件24的輸出信號同樣供給乘法器22并且與后處理設(shè)備21的輸出信號相乘。第七乘法器22的輸出信號供給虛部生成器25。
下面闡述在一個簡單的實施例上根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用。
二進(jìn)制數(shù)據(jù)符號dn∈{0、1}在DS-CDMA中借助于具有碼片cn，v∈{0、1}的碼片序列<cn，0，...，cn，L-1>編碼。對此碼片序列長度為L。通過發(fā)送碼片序列<cn，0，…，cn，L-1>傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)位dn＝1，通過發(fā)送倒置的碼片序列<1-cn，0，...，1-cn，L-1>傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)位dn＝0。在ISM頻帶內(nèi)部在無繩電信系統(tǒng)中如此的碼片序列的應(yīng)用用于抑制窄帶干擾信號，其在寬帶的CDMA方法中的干擾影響低于在窄帶訪問方法、比如F/TDMA(頻/時分多址)中的干擾影響。FCC定義了最低處理增益(處理增益)用于抑制干擾信號，必需由使用ISM頻帶的電信系統(tǒng)滿足該增益，以便避免或者抑制可能的干擾信號。在遵循這個由FCC預(yù)先規(guī)定的最低處理增益的情況下收發(fā)器適用于DS-CDMA訪問方法的以(G)FSK調(diào)制方法調(diào)制的信號。
為此僅僅以(G)FSK調(diào)制的信號的位d′k被分配給上述碼片序列的碼片對于二進(jìn)制數(shù)據(jù)位dn＝1，d′k＝cn，v，對于二進(jìn)制數(shù)據(jù)位dn＝0，d′k＝1-cn，v，其中k＝n·L+v。因此以(G)FSK調(diào)制的信號的位傳輸率T′Bit與碼片位傳輸率Tchip一致。通過這樣簡單映像可以實現(xiàn)DS-CDMA編碼。因此(G)FSK系統(tǒng)的高斯低通濾波器的帶寬-持續(xù)時間積BT′Bit同樣適合于DS-CDMA系統(tǒng)。得出的DS-CDMA系統(tǒng)的位傳輸率TBit與(G)FSK系統(tǒng)的碼片序列的降低長度L的位傳輸率T′Bit一致1/TBit＝1/(T′BitL)。
在硬判定的情況下象以(G)FSK調(diào)制的信號的位d′k的檢測一樣在接收機(jī)中實現(xiàn)碼片cn，v的檢測。對此在接收機(jī)中通過接收的碼片序列與位dn＝1的未干擾的碼片序列<cn，0，...，cn，L-1>和位dn＝0的碼片序列<1-cn，0，...，1-cn，L-1>的比較實現(xiàn)發(fā)送位dn＝1或dn＝0的判定。有選擇地也可以在調(diào)制器的一個以較高準(zhǔn)確度提供適用的輸出信號中實現(xiàn)軟判定。
權(quán)利要求
1.對于以擴(kuò)展頻譜方法編碼的信號基于頻率調(diào)制的收發(fā)器的應(yīng)用，其中以一串M值的第一數(shù)據(jù)符號dn為出發(fā)點給每個第一數(shù)據(jù)符號dn分配一串L個第二二進(jìn)制數(shù)據(jù)符號，其中第二數(shù)據(jù)符號的L個元素數(shù)據(jù)串與用于頻譜擴(kuò)展方法的碼片序列一致，并且其中收發(fā)器把包括第二數(shù)據(jù)符號的順序的信號用于頻率調(diào)制。
2.按照權(quán)利要求1的應(yīng)用，其特征在于，收發(fā)器發(fā)送并接收以高斯頻移鍵控調(diào)制方法調(diào)制的信號。
3.按照權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于，第一數(shù)據(jù)符號dn是二進(jìn)制或者雙值數(shù)據(jù)符號，其中在該前提條件下，即從L個具有cn，v，v＝0，...，L-1的第二數(shù)據(jù)符號中表明分配給數(shù)據(jù)符號值的數(shù)據(jù)串，給另外的符號值分配數(shù)據(jù)串1-cn，v。
4.按照上述權(quán)利要求之一的應(yīng)用，其特征在于，以直接序列CDMA方法編碼以擴(kuò)展頻譜方法編碼的信號。
5.按照權(quán)要求1至3之一的方法，其特征在于，收發(fā)器適合于跳頻，并且以跳頻CDMA方法編碼以擴(kuò)展頻譜方法編碼的信號。
6.按照上述權(quán)利要求之一的應(yīng)用，其特征在于，收發(fā)器在2.4GHz的頻帶內(nèi)發(fā)送并接收信號。
全文摘要
在對于以擴(kuò)展頻譜方法編碼的信號基于頻率調(diào)制的收發(fā)器的應(yīng)用中,以一串M值的第一數(shù)據(jù)符號d
文檔編號H04B1/707GK1390412SQ00815661
公開日2003年1月8日 申請日期2000年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月15日
發(fā)明者C·克蘭滋, A·紐鮑爾 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司