專利名稱：：采用多碼字的超寬帶通信系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及無(wú)線通信系統(tǒng)，如超寬帶(UWB)系統(tǒng)，包括移動(dòng)式收發(fā)機(jī)、集中式收發(fā)機(jī)以及相關(guān)設(shè)備和相應(yīng)方法。本發(fā)明的另一方面涉及一種無(wú)線收發(fā)機(jī)，它可以執(zhí)行多個(gè)操作，其中對(duì)于每個(gè)操作采用不同的碼字。本發(fā)明另一方面涉及一種方法和電路，用以改變操作中所使用的碼字。
背景技術(shù)：
：超寬帶(UWB)信號(hào)允許以非常低的功率高速發(fā)送大量數(shù)據(jù)。UWB信號(hào)里的數(shù)據(jù)通常是在一個(gè)或多個(gè)極短時(shí)間的(即極高的頻率)小波(也稱為碼片(chip))里發(fā)送的。希望以這樣的方式排列這些小波，使得在盡可能降低信號(hào)功率的同時(shí)提高操作速度。UWB小波可以通過(guò)多種不同的方式產(chǎn)生。在某些實(shí)施例中它們可以是高斯單脈沖。在另一些實(shí)施例中，它們可以是重復(fù)的正弦周期。還有一些實(shí)施方式中它們可以具有其它不同的期望形式。圖1是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，采用單脈沖小波的UWB小波流圖形。這里的脈沖是一個(gè)高斯單脈沖，其小波周期Tw(也稱為碼片周期)為幾納秒，帶寬為幾千兆赫。UWB系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例采用基于短時(shí)脈沖串組成的小波的信號(hào)。這些小波采用單個(gè)基本脈沖波形形成。單個(gè)脈沖之間的間隔可以不變或者改變，可以釆用多種不同的方法來(lái)使用用于通信的數(shù)據(jù)調(diào)制該脈沖串。該實(shí)施例中，這些單獨(dú)的脈沖持續(xù)時(shí)間非常短，典型情況下比對(duì)應(yīng)單個(gè)比特的間隔時(shí)間要短得多，這樣可以為解析多徑成份提供便利。本實(shí)施例中，我們提出一個(gè)通用UWB脈沖序列信號(hào)作為時(shí)移脈沖的總和，如式1所示<formula>seeoriginaldocumentpage6</formula>(1)這里S(t)是UWB信號(hào),p(t)是基本脈沖(即小波)波形，ak和tk是每一單個(gè)脈沖的幅度和時(shí)移。由于脈沖的持續(xù)時(shí)間很短，UWB信號(hào)的頻譜在帶寬上可以達(dá)到幾千兆赫或者更多。圖2是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，釆用重復(fù)的正弦周期作為小波的UWB小波流的圖形。如圖2所示，每一小波由三個(gè)連續(xù)的正弦周期信號(hào)組成。這樣，在本實(shí)施例中，小波周期Tw(也稱為碼片周期)是正弦波周期的三倍，即小波的波頻率Fw(也稱為碼片頻率)是正弦波頻率的1/3。然而，盡管用三個(gè)重復(fù)周期組成一個(gè)小波，但是替代的實(shí)施例可以改變所用周期的數(shù)目。如圖l和圖2所示，對(duì)于二進(jìn)制編碼的數(shù)據(jù)，既可以將小波調(diào)制成一個(gè)反相(inverted)小波110或210，也可以調(diào)制成一個(gè)非反相小波120或220。這些實(shí)施例的一個(gè)共同特點(diǎn)是發(fā)送小波序列不需要轉(zhuǎn)換成更高的載波頻率。因此，使用這類脈沖的UWB傳輸有時(shí)被稱為"無(wú)栽波"無(wú)線電傳輸。換句話說(shuō)，在這種實(shí)施方式中，UWB系統(tǒng)直接用基帶信號(hào)驅(qū)動(dòng)其天線。附圖中相似的附圖標(biāo)記是指各部分說(shuō)明中的相同或功能相似的元件。附圖與下面的詳細(xì)說(shuō)明結(jié)合在一起，組成說(shuō)明書的一部分，用來(lái)進(jìn)一步闡述本發(fā)明的各種實(shí)施方式以及原理和優(yōu)點(diǎn)。圖1是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，采用單脈沖小波的UWB小波流的圖形；圖2是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，采用重復(fù)的正弦周期作為小波的UWB小波流的圖形；圖3是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，采用單脈沖小波、長(zhǎng)度為6的稀疏碼字的圖形；圖4是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，采用單脈沖小波、長(zhǎng)度為6的非稀疏碼字的圖形；圖5是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，采用重復(fù)的正弦周期作為小波、長(zhǎng)度為6的稀疏碼字的圖形；圖6是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，采用重復(fù)的正弦周期作為小波、長(zhǎng)度為6的非稀疏碼字的圖形；圖7是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)UWB設(shè)備進(jìn)行多碼字操作的流程圖8是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)UWB接收機(jī)進(jìn)行多碼字接收操作的流程圖9是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)UWB發(fā)送機(jī)進(jìn)行多碼字發(fā)送操作的流程圖；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)用于產(chǎn)生二進(jìn)制編碼碼字的碼字發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式提高操作的速度和效率的一種方法是將數(shù)據(jù)編碼成稱為碼字的小波群，而不是僅僅將數(shù)據(jù)編碼成單個(gè)的小波。根據(jù)它們所服務(wù)的操作，這些碼字可以具有不同的性質(zhì)。為了進(jìn)一步提高設(shè)備的速度和效率，針對(duì)設(shè)備操作的不同方面，可以采用具有不同性質(zhì)的各種碼字。這種方式中，針對(duì)任何給定操作的碼字可以滿足該特定操作的要求，而不需要對(duì)任何其它操作特別有效。碼字如上所述，在UWB系統(tǒng)里，一系列小波可以組成一個(gè)碼字，該碼字再被用于編碼數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中碼字也被稱為符號(hào)(symbol)。在二進(jìn)制系統(tǒng)中，選擇一系列非反相小波和反相小波代表"O"，選擇它的逆小波集代表"l"。在三進(jìn)制系統(tǒng)，選擇一系列非反相小波、反相小波和空小波(即無(wú)小波)代表"0"，選擇它的逆代表"l"。這種情況下空小波的逆也是一個(gè)空小波。這些被稱為碼字的小波集被用來(lái)以指定的數(shù)據(jù)速率傳送數(shù)據(jù)。每一碼字對(duì)應(yīng)要被傳送的一個(gè)或多個(gè)比特信息。碼字具有表示一個(gè)碼字的持續(xù)時(shí)間的碼字周期Tcw(也被稱為符號(hào)周期)和相關(guān)的碼字頻率Fcw。這可以與數(shù)據(jù)速率對(duì)應(yīng)，雖然這不是必須的。圖3到圖6給出了一些示例性的碼字。圖3是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，采用單脈沖小波、長(zhǎng)度為6的稀疏碼字的圖形。這個(gè)簡(jiǎn)單的例子具有一個(gè)三進(jìn)制編碼的碼字，它包含單個(gè)非反相小波和五個(gè)空小波，可以被稱為稀疏碼字。如圖3所示，在該典型實(shí)施例中，一個(gè)非反相小波后跟隨五個(gè)空小波對(duì)應(yīng)于"l"，一個(gè)反相小波后跟隨五個(gè)空小波(即第一個(gè)碼字的逆)對(duì)應(yīng)于"0"。在替代的實(shí)施例中可以翻轉(zhuǎn)第一個(gè)小波的方向。而且，碼字的長(zhǎng)度也可以不同于六。在替代的實(shí)施例中一個(gè)稀疏碼字可以具有任何所需要的長(zhǎng)度。一個(gè)長(zhǎng)度為N的碼字采用一個(gè)非反相(或反相)小波后跟隨(N-1)個(gè)空小波來(lái)代表"1"，采用其逆來(lái)代表"0"。同時(shí)，替代的實(shí)施例中反相或者非反相小波的位置也是可以改變的，即它不必總是碼字內(nèi)的第一個(gè)小波。例如，一個(gè)長(zhǎng)度為6的稀疏小波可能由三個(gè)空小波后跟隨一個(gè)非反相小波、再跟隨另外兩個(gè)空小波組成。小波排列方式的任何其它變化都是允許的。圖4是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，采用單脈沖小波、長(zhǎng)度為6的非稀疏碼字圖形。該實(shí)施例中一個(gè)碼字包含六個(gè)三進(jìn)制編碼的小波。這種情況下，碼字周期Tcw是小波周期Tw的六倍(即碼字以六分之一的小波頻率傳輸)。也就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)于一個(gè)n小波的碼字Tcw=nTw(1)這樣，小波周期Tw和每個(gè)碼字內(nèi)的小波個(gè)數(shù)n決定了碼字周期Tcw。如圖4所示，六個(gè)小波的一個(gè)特定方向?qū)?yīng)于"l"，該方向的逆對(duì)應(yīng)于"0"。碼字內(nèi)小波方向和排列的特定選擇可以根據(jù)需要而改變，不同的碼字用于不同的功能。不管如何變化，保持"1"和"0"碼字彼此互逆是有益的，雖然這不是絕對(duì)必須的。圖5是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，釆用重復(fù)的正弦周期作為小波、長(zhǎng)度為6的稀疏碼字圖形。這個(gè)簡(jiǎn)單的例子具有一個(gè)三進(jìn)制編碼的碼字。它包含單個(gè)非反相小波，其后跟隨五個(gè)空小波，可以被稱為稀疏碼字。如圖5所示，在該典型實(shí)施例中，一個(gè)非反相小波后跟隨五個(gè)空小波對(duì)應(yīng)于"l"，一個(gè)反相小波后跟隨五個(gè)空小波(即第一個(gè)碼字的逆)對(duì)應(yīng)于"0"。在替代的實(shí)施例中這種對(duì)應(yīng)關(guān)系可以反過(guò)來(lái)。此外，碼字的長(zhǎng)度也可以不同于六。在替代的實(shí)施例中一個(gè)稀疏碼字可以有任何所需要的長(zhǎng)度。一個(gè)長(zhǎng)度為n的碼字釆用一個(gè)非反相(或反相)小波后跟隨(n-1)個(gè)空小波來(lái)代表"1'，，采用其逆來(lái)代表"0"。同時(shí)，替代的實(shí)施例中反相或者非反相小波的位置也是可以改變的，即它不必總是碼字內(nèi)的第一個(gè)小波。例如，一個(gè)長(zhǎng)度為6的稀疏小波可能由三個(gè)空小波后跟隨一個(gè)非反相小波、再跟隨另外兩個(gè)空小波組成。小波排列方式的任何其它變化都是允許的。圖6是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，釆用重復(fù)的正弦周期作為小波、長(zhǎng)度為6的非稀疏碼字圖形。該實(shí)施例中一個(gè)碼字包含六個(gè)三進(jìn)制編碼的小波。這種情況下，碼字周期Tcw是小波周期Tw的六倍(即碼字以六分之一的小波頻率傳輸)。如式(l)所示，小波周期Tw和每個(gè)碼字內(nèi)的小波個(gè)數(shù)n決定了碼字周期Tcw。如圖6所示，六個(gè)小波的一個(gè)特定方向?qū)?yīng)于一個(gè)"l"，該方向的逆對(duì)應(yīng)于"o"。碼字內(nèi)小波方向和排列的特定選擇可以根據(jù)需要而改變，不同的碼字用于不同的功能。不管如何變化，保持"1"和"0"碼字彼此互逆是有益的。圖3到圖6所示的實(shí)施例釆用長(zhǎng)度為6的碼字，但是也可以采用其它長(zhǎng)度。例如，某些替代實(shí)施例采用碼字的長(zhǎng)度為1、2、4、6、12和24，不過(guò)其它的碼字長(zhǎng)度也是允許的。表l示出了一個(gè)典型的實(shí)施例，它采用三個(gè)正弦周期作為一個(gè)小波。這些碼字被用于數(shù)據(jù)傳輸。在該實(shí)施例中，小波頻率(即碼片頻率為1.3GHz)和碼字頻率(即符號(hào)頻率)根據(jù)碼字大小而變化。前向糾錯(cuò)(FEC)被用于某些數(shù)據(jù)速率。表l-示例性的碼字長(zhǎng)度<table><row><column>碼字長(zhǎng)度</column><column>碼字速率</column><column>FEC速率</column><column>數(shù)據(jù)速率</column></row><row><column>L=24</column><column>Fw/24</column><column>1/2</column><column>28Mbps</column></row><row><column>L=12</column><column>Fw/12</column><column>1/2</column><column>55Mbps</column></row><row><column>L=6</column><column>Fw/6</column><column>1/2</column><column>110Mbps</column></row><row><column>L=3</column><column>Fw/3</column><column>1/2</column><column>220Mbps</column></row><row><column>L=2</column><column>Fw/2</column><column>3/4</column><column>500Mbps</column></row><row><column>L=2</column><column>Fw/2</column><column>1</column><column>660Mbps</column></row><row><column>L=l</column><column>Fw</column><column>3/4</column><column>1000Mbps</column></row><row><column>L=l</column><column>Fw</column><column>1</column><column>1320Mbps</column></row><table>如表1所示，在該實(shí)施例中，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸所要求的數(shù)據(jù)速率，可以釆用多種不同的碼字長(zhǎng)度(這樣就有不同的碼字)。此外，雖然圖4到圖6所公開(kāi)的是采用三進(jìn)制編碼，但是替代的實(shí)施例可以采用其它類型編碼，如二進(jìn)制編碼、多級(jí)二進(jìn)制編碼等等。同時(shí)，雖然在上述實(shí)施例中每個(gè)碼字內(nèi)僅編碼一個(gè)單比特?cái)?shù)據(jù)，但是替代實(shí)施例也可以在單個(gè)碼字內(nèi)編碼多個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)。這種情況下，必須釆用多個(gè)碼字來(lái)代表每一可能的多比特組合。釆用碼字的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于有可能將所需的傳輸能量散布在多個(gè)小波里。對(duì)于一次成功的傳輸，必須消耗一定的能量來(lái)發(fā)送每一比特。如果這個(gè)比特在單個(gè)小波內(nèi)被發(fā)送，該小波必須包含所有所需的能量。這需要更大的小波，并增加信號(hào)(即整個(gè)波形)的峰均值比。然而，如果六個(gè)小波被用于發(fā)送單個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)(如圖3到圖6所示的實(shí)施例)，能量可以散布在六個(gè)單獨(dú)的小波內(nèi)。這樣，每個(gè)單獨(dú)的小波可以更小，且具有更低的峰均值比。此外，允許對(duì)不同的情況選擇不同的碼，使其達(dá)到期望的標(biāo)準(zhǔn)。例如某些碼字彼此需要有更好的碼隔離。這在接收機(jī)必須從頭開(kāi)始確定輸入信號(hào)的相位的獲取(acquisition)過(guò)程中很有用。這種情況下，接收機(jī)將循環(huán)其相位，嘗試找到正確的獲取相位。這很容易使其干擾鄰近UWB網(wǎng)絡(luò)中正在傳輸?shù)钠渌a字。因此，希望利用具有良好碼隔離特性的碼字執(zhí)行獲取，以使干擾最小。表2和表3包括了示例性碼字的選擇，它們具有良好的碼隔離特性。其中，表2列出了六個(gè)長(zhǎng)度為24的碼，表3類列出了六個(gè)長(zhǎng)度為12的碼。采用較長(zhǎng)的碼是為了降低數(shù)據(jù)傳輸速率而增強(qiáng)碼字隔離。然而，由于只在獲取過(guò)程中傳送獲取信息，這并不嚴(yán)重限制操作性能。表2-具有良好碼隔離的長(zhǎng)度為24的碼字<table></column></row><row><column>碼集</column><column>L-24碼字</column></row><row><column>1</column><column>-l，O，l，-l，-l，-l，l，l，O，l，l，l，l，-l，l，-l，l，l，l，-l，l，-l，-l，l</column></row><row><column>2</column><column>-l，-l，-l，-l，l，-l，l，-l，l，-l，-l，l，-l，l，l，-l，-l，l，l，O，-l，O，l，l</column></row><row><column>3</column><column>-l，l，-l，-l，l，-l，-l，l，-l，O，-l，O，-l，-l，l，l，l，-l，l，l，l，-l，-l，-l</column></row><row><column>4</column><column>O，-l，-l，0，l，-l，-l，-l，l，l，O，-l，l，l,-l,l，-l,-l,l,l，-l,l，-l，l，-l</column></row><row><column>5</column><column>-l，l，-l，l，l，-l，l，O，l，l，l，-l，0，l，l，l，-l，l，l，l，-l，-l，-l，O,-l</column></row><row><column>6</column><column>O，-l，-l，O，l，-l，-l，l，-l，-l，l，l，l，l，-l，-l，l，-l，l，-l，l，l，l，l</column></row><table>表3-具有良好碼隔離的長(zhǎng)度為12的碼字<table><row><column>碼集</column><column>L-12碼字</column></row><row><column>1</column><column>O，0，l，-l，-l,l，l，l，-l，l，l,-l，l</column></row><row><column>2</column><column>O，-l，l，-l，0，l，l，0，l，0，l，-l,l，l，l</column></row><row><column>3</column><column>-l，0，l,-l，l，l，l，0，l，l，l，-l，l，O</column></row><row><column>4</column><column>0，l，l，-l，0，l，l，0，l，0，l，0，l，l，l，l，O</column></row><row><column>5</column><column>l，0，l，l，l，0，l，l，l，l，-l，-l,-l，O</column></row><row><column>6</column><column>l，l，l，0，l，0，l，-l，l，-l，0，l，l，0，l，O</column></row><table>雖然只公開(kāi)了六個(gè)長(zhǎng)度為24的碼和六個(gè)長(zhǎng)度為12的碼，替代實(shí)施例也可以采用相同或者不同長(zhǎng)度的其它碼字。這些碼字只是作為例子而給出。也可以采用不同的碼字得到更好的自相關(guān)性(autocorrelation)。這種情況下，按照和自身相關(guān)的方式來(lái)選擇碼字，例如使得當(dāng)它們和自身相關(guān)時(shí)可以得到最大的自相關(guān)值。具有較好自相關(guān)值的碼字可能不適合于多用戶環(huán)境下的獲取，因?yàn)樗鼈兛赡懿痪哂辛己玫拇a隔離特性，但卻適合于訓(xùn)練。這是因?yàn)樵谠O(shè)備準(zhǔn)備進(jìn)行訓(xùn)練之前，它已經(jīng)成功執(zhí)行了獲取。并且由于對(duì)于輸入的信號(hào)已經(jīng)獲取了正確的相位，這就減少了對(duì)其它網(wǎng)絡(luò)干擾的危險(xiǎn)，同時(shí)降低了對(duì)高碼隔離特性的需要。具有較好自相關(guān)值的碼字的一個(gè)較好的例子是稀疏碼字，即碼字內(nèi)僅有單個(gè)反相或非反相小波，而碼字的其余部分都是空小波。除了獲取和訓(xùn)練，在其它情況下可以釆用別的種類的碼字。例如，當(dāng)考慮數(shù)據(jù)傳輸速度的時(shí)候，可以釆用較短的碼字；當(dāng)要求距離的時(shí)候，可以采用較長(zhǎng)的碼字。盡管這些碼字可能沒(méi)有較好的碼隔離性或者互相關(guān)性，但由于系統(tǒng)已經(jīng)成功執(zhí)行了獲取和訓(xùn)練，因此它們能夠充分滿足性能要求。在另一情況中，可以采用適合測(cè)距操作(rangingoperation)的碼。而且，在碼隔離和互相關(guān)方面它可能存在的缺陷可以由獲取和訓(xùn)練的結(jié)果來(lái)補(bǔ)償。在另一種實(shí)施方案中，出于安全目的可以采用變化的碼字。選擇碼字的其它可能標(biāo)準(zhǔn)也可以被釆用。不管如何變化，通過(guò)對(duì)不同的操作采用不同的碼字，所公開(kāi)的系統(tǒng)可以提高相應(yīng)操作的性能，而不會(huì)降低其它操作的性能。在上述說(shuō)明中，這些碼字都是模擬碼字。這是指那些被用于代替簡(jiǎn)單小波的碼字。也允許進(jìn)一步將模擬碼字排列成數(shù)字碼字來(lái)提高操作性能。在這種情況中，多個(gè)模擬碼字被編碼(如二進(jìn)制或者三進(jìn)制編碼)，排列在一起組成數(shù)字碼字。這樣，正如一個(gè)模擬碼字由多個(gè)被編碼的小波組成，一個(gè)數(shù)字碼字由多個(gè)被編碼的模擬碼字組成。此外，雖然UWB設(shè)備中的每一操作至少需要兩個(gè)碼字，即一個(gè)代表"1"的非反相碼字和一個(gè)代表"0"的反相碼字，但為了便于討論，將每一個(gè)碼字對(duì)簡(jiǎn)稱為一個(gè)碼字。系統(tǒng)操作如上所述，運(yùn)行中UWB設(shè)備在用于多種不同操作的多個(gè)碼字中進(jìn)行循環(huán)。圖7是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)UWB設(shè)備進(jìn)行多碼字操作的流程圖。如圖7所示，UWB設(shè)備將第一個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字，操作由此開(kāi)始(步驟710)。然后第一個(gè)模擬碼字被用于執(zhí)行第一個(gè)操作(步驟720)。一旦第一個(gè)操作完成，UWB設(shè)備將第二個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字(步驟730)。然后第二個(gè)模擬碼字被用于執(zhí)行第二個(gè)操作(步驟740)。可選地，一旦第二個(gè)操作完成，UWB設(shè)備可以將第三個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字(步驟750)。然后第三個(gè)模擬碼字被用于執(zhí)行第三個(gè)操作(步驟760)。盡管只示出了三個(gè)可能的碼字被選擇用于三個(gè)獨(dú)立的操作，但是替代的實(shí)施例可以為各種操作采用更多的或更少的碼字變化。在執(zhí)行兩個(gè)操作的情況中(步驟710到740)，第一個(gè)操作可以是獲取，而第二個(gè)操作可以是訓(xùn)練和數(shù)據(jù)傳輸。在其它一些實(shí)施例中，可以省略訓(xùn)練操作，這樣第一個(gè)操作為獲取，第二個(gè)操作僅為數(shù)據(jù)傳輸。在執(zhí)行三個(gè)操作的情況中(步驟710到760)，第一個(gè)操作可以是獲取，第二個(gè)操作可以是訓(xùn)練，而第三個(gè)操作可以是數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸可以根據(jù)UWB設(shè)備的測(cè)距功能、安全功能或其它所需的功能被替代為相應(yīng)的操作。在各種實(shí)施例中，第一、第二和第三模擬碼字不必具有同樣的長(zhǎng)度。它們的長(zhǎng)度可能相同，也可能各不相同；或者一些碼字的長(zhǎng)度相同，而其它的長(zhǎng)度不同。在一個(gè)采用兩個(gè)模擬碼字的特例中，第一個(gè)模擬碼字用于獲取、第二個(gè)模擬碼字用于數(shù)據(jù)傳輸，第一個(gè)模擬碼字比第二個(gè)模擬碼字要長(zhǎng)。圖8和圖9示出了采用多碼字的UWB接收機(jī)和發(fā)送機(jī)的操作的具體實(shí)例。圖8是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)UWB接收機(jī)進(jìn)行多碼字接收操作的流程圖；而圖9是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)UWB發(fā)送機(jī)進(jìn)行多碼字發(fā)送操作的流程圖。如圖8所示，接收機(jī)將第一個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字，操作由此開(kāi)始(步驟810)。在該實(shí)施例中，第一個(gè)模擬碼字被選擇為適合于獲取，例如，它具有良好的碼隔離特性。接收機(jī)隨后利用第一個(gè)模擬碼字執(zhí)行獲取過(guò)程(步驟820)。由于第一個(gè)模擬碼字具有適合于獲取的特性，這一過(guò)程可以迅速而有效地完成。然后接收機(jī)確定是否需要執(zhí)行訓(xùn)練過(guò)程(步驟830)。如果需要，它將第二個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字(步驟840)，然后利用第二個(gè)模擬碼字執(zhí)行訓(xùn)練過(guò)程(步驟850)。第二個(gè)模擬碼字被選擇為具有適合于訓(xùn)練的特性，例如良好的互相關(guān)性，這樣訓(xùn)練操作可以迅速有效地執(zhí)行。下一步，在訓(xùn)練過(guò)程之后(步驟850)，或者在確定不需要訓(xùn)練的情況下(830)，UWB接收機(jī)將第三個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字(步驟860)。在該實(shí)施例中，選擇第三個(gè)碼字來(lái)實(shí)現(xiàn)理想的傳輸特性，例如快速數(shù)據(jù)傳輸。由于獲取和訓(xùn)練已經(jīng)完成，第三個(gè)碼字可以犧牲一部分良好的碼隔離特性和良好的互相關(guān)性以達(dá)到理想的傳輸特性。然后UWB接收機(jī)利用第三個(gè)碼字開(kāi)始接收數(shù)據(jù)(步驟870)，并反復(fù)檢查是否有更多的數(shù)據(jù)到來(lái)(步驟880)。只要數(shù)據(jù)持續(xù)到達(dá)，接收機(jī)就利用第三個(gè)碼字不斷接收數(shù)據(jù)。一旦數(shù)據(jù)流結(jié)束，UWB接收機(jī)等待下一次的數(shù)據(jù)傳輸(步驟890)，然后為新的信號(hào)獲取過(guò)程再次將第一個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字(步驟810)o盡管這里描述了三個(gè)不同的碼字，替代的實(shí)施例可以采用更多或更少的碼字。例如，在某些實(shí)施例中第二個(gè)和第三個(gè)碼字可以相同。另一些實(shí)施例釆用不同的碼字執(zhí)行另外的操作。如圖9所示，發(fā)送機(jī)將第一個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字，操作由此開(kāi)始(步驟910)。在該實(shí)施例中，第一個(gè)模擬碼字被選擇為適合于獲取，例如，它具有良好的碼隔離特性。發(fā)送機(jī)隨后利用第一個(gè)模擬碼字發(fā)送一個(gè)已知的獲取模式，以允許接收機(jī)執(zhí)行獲取過(guò)程(步驟920)。由于第一個(gè)模擬碼字具有適合于獲取的特性，接收機(jī)能夠迅速而有效地執(zhí)行這一過(guò)程。然后發(fā)送機(jī)確定是否需要執(zhí)行訓(xùn)練過(guò)程(步驟930)。如果需要，它將第二個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字(步驟940)，并利用第二個(gè)模擬碼字發(fā)送一個(gè)訓(xùn)練模式(步驟950)。接收機(jī)采用該訓(xùn)練模式來(lái)執(zhí)行一個(gè)訓(xùn)練過(guò)程。第二個(gè)模擬碼字被選擇為具有適合于訓(xùn)練的特性，例如良好的互相關(guān)性，這樣接收機(jī)能夠迅速而有效地執(zhí)行訓(xùn)練操作。下一步，在訓(xùn)練模式被發(fā)送之后(步驟950)，或者在確定不需要訓(xùn)練過(guò)程的情況下(930)，UWB發(fā)送機(jī)將第三個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字(步驟960)。在該實(shí)施例中，第三個(gè)碼字被選擇以實(shí)現(xiàn)理想的傳輸特性，例如快速數(shù)據(jù)傳輸。由于獲取和訓(xùn)練已經(jīng)完成，第三個(gè)碼字可以犧牲一部分良好的碼隔離特性和良好的互相關(guān)性以達(dá)到理想的傳輸特性。然后UWB發(fā)送機(jī)利用第三個(gè)碼字發(fā)送數(shù)據(jù)(步驟970)，并反復(fù)檢查是否有更多的數(shù)據(jù)要發(fā)送(步驟980)。只要還有數(shù)據(jù)要發(fā)送，發(fā)送機(jī)就利用第三個(gè)碼字不斷發(fā)送數(shù)據(jù)。一旦數(shù)據(jù)流結(jié)束，UWB發(fā)送機(jī)等待下一次的數(shù)據(jù)傳輸(步驟990)，然后再次將第一個(gè)模擬碼字設(shè)為當(dāng)前碼字以便發(fā)送獲取模式(步驟910)。盡管這里描述了三個(gè)單獨(dú)的碼字，替代的實(shí)施例可以采用更多或更少的碼字。例如，在某些實(shí)施例中第二個(gè)和第三個(gè)碼字可以相同。另一些實(shí)施例采用不同的碼字執(zhí)行另外的操作。此外，雖然圖8和圖9示出的是發(fā)送機(jī)或者接收機(jī)采用的過(guò)程，但是單個(gè)收發(fā)機(jī)可以依次完成兩種操作。在這種情況中，收發(fā)機(jī)可以在作為發(fā)送機(jī)運(yùn)行或者作為接收機(jī)運(yùn)行時(shí)分別遵循相應(yīng)的流程圖，并隨其切換發(fā)送功能和接收功能而在這兩個(gè)過(guò)程中切換。無(wú)論碼字如何選擇，這種選擇應(yīng)該與發(fā)送機(jī)和接收機(jī)相協(xié)調(diào)。換句話說(shuō)，在當(dāng)前碼字將改變的每一個(gè)時(shí)刻，發(fā)送機(jī)和接收機(jī)都應(yīng)當(dāng)知道這一變化。碼字發(fā)生器圖10是根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，用于產(chǎn)生二進(jìn)制編碼碼字的碼字發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖。如圖10所示，碼字發(fā)生器1000包括第一到第N存儲(chǔ)碼字寄存器101(h至1010N、存儲(chǔ)寄存器多路復(fù)用器1020、第一到第M操作碼字寄存器l(BO,至1030M、操作寄存器多路復(fù)用器1040、上部碼寄存器1050、下部碼寄存器1055、和上部/下部寄存器多路復(fù)用器1060。在一個(gè)實(shí)施例中，該電路可在集成電路中實(shí)現(xiàn)。第一到第N存儲(chǔ)碼字寄存器101(h至1010w每個(gè)都是長(zhǎng)度C的寄存器(這里C是最大碼字長(zhǎng)度)，分別保存了第一到第N個(gè)存儲(chǔ)碼字。這些存儲(chǔ)碼字代表了碼字發(fā)生器1000所能產(chǎn)生的所有碼字。它們應(yīng)該包含比可用功能更多的碼字，這樣能為任一指定的功能提供多個(gè)可用碼字。例如，第一到第N個(gè)存儲(chǔ)碼字可能包含多個(gè)獲取碼字，以允許系統(tǒng)在它們之間切換來(lái)避免干擾?；蛘甙鄠€(gè)數(shù)據(jù)傳輸碼字，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種不同的最大范圍和數(shù)據(jù)速率。在所公開(kāi)的實(shí)施例中，所有碼字的長(zhǎng)度都是最大碼字長(zhǎng)度C的整數(shù)因子。長(zhǎng)度小于最大碼字長(zhǎng)度C的任何碼字被重復(fù)整數(shù)次，來(lái)填充第一到第N存儲(chǔ)碼字寄存器101(h至1010N中的相應(yīng)的一個(gè)寄存器。存儲(chǔ)寄存器多路復(fù)用器1020基于寄存器選擇信號(hào)，從第一到第N個(gè)存儲(chǔ)碼字中選擇一個(gè)。然后來(lái)自存儲(chǔ)寄存器多路復(fù)用器1020的碼字提供給第一到第M操作碼字寄存器103(h至1030M的輸入。第一到第M操作碼字寄存器103(h至1030M每個(gè)都是長(zhǎng)度C的寄存器，保存著設(shè)備在當(dāng)前操作中將要實(shí)際使用的碼字，即設(shè)備短期內(nèi)所需的碼字。例如，如果(M=3)，第一操作碼字寄存器103(h可以保存獲取碼字，第二操作碼字寄存器10302可以保存訓(xùn)練碼字，第三操作碼字寄存器10303可以保存數(shù)據(jù)傳輸碼字。送入第一到第M操作碼字寄存器103(h至1030M中的每一個(gè)的控制信號(hào)指示這些寄存器何時(shí)應(yīng)該保存從寄存器多路復(fù)用器1020接收的值。如上所述，所公開(kāi)的實(shí)施例中所有碼字的長(zhǎng)度都是最大碼字長(zhǎng)度c的整數(shù)因子。長(zhǎng)度小于最大碼字長(zhǎng)度c的任何碼字被重復(fù)整數(shù)次，來(lái)填充第一到第M操作碼字寄存器103(h至1030M中的相應(yīng)一個(gè)寄存器。操作寄存器多路復(fù)用器1040基于一個(gè)碼選擇信號(hào)，從第一到第M個(gè)操作碼字中選擇一個(gè)。然后來(lái)自操作寄存器多路復(fù)用器1040的碼字被提供給上部碼字寄存器1050和下部碼字寄存器1055的輸入。本實(shí)施例中，上部和下部碼字寄存器1050和1055的長(zhǎng)度是操作碼寄存器1030,至1030n的一半，并保存正在被實(shí)際使用的碼字。上部碼字寄存器1050保存當(dāng)前碼字的前半部分，而下部碼字寄存器1055保存當(dāng)前碼字的后半部分。當(dāng)碼字長(zhǎng)度小于最大碼字長(zhǎng)度C的時(shí)候，上部和下部碼字寄存器1050和1055中的每一個(gè)就會(huì)包含當(dāng)前碼字的一個(gè)或多個(gè)迭代。在所示的實(shí)施例中，存儲(chǔ)碼字寄存器101(h至IOION和操作碼寄存器103(h至1030N的長(zhǎng)度都是24，上部和下部碼字寄存器1050和1055的長(zhǎng)度都是12，不過(guò)在替代的實(shí)施例中這可以改變。上部/下部寄存器多路復(fù)用器1060依次從上部碼字寄存器1050和下部碼字寄存器1055選擇值，并以一個(gè)序列流將其輸出。在所示的實(shí)施例中，響應(yīng)于一系列時(shí)鐘樹(shù)信號(hào)完成該操作，這些時(shí)鐘樹(shù)信號(hào)順序地使能上部/下部寄存器多路復(fù)用器1060的多個(gè)輸入線中的一個(gè)。雖然在圖IO所示的實(shí)施例中，當(dāng)前碼存儲(chǔ)在上部和下部碼寄存器中，但是替代的實(shí)施例可以省去這些，僅僅提供保存當(dāng)前碼字的單個(gè)碼寄存器。然而，通過(guò)將當(dāng)前碼字拆分成上半部分和下半部分，所示的實(shí)施例可以在設(shè)備操作過(guò)程更好地幫助動(dòng)態(tài)改變當(dāng)前碼字。上部/下部寄存器多路復(fù)用器1060的輸出然后可以被提供給一個(gè)混頻器，混頻器將輸出和一個(gè)小波源混合產(chǎn)生傳輸信號(hào)。圖10的碼發(fā)生器被用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制碼。釆用三進(jìn)制碼的替代實(shí)施例可以并行采用兩個(gè)同步形式的碼發(fā)生器1000。第一個(gè)碼發(fā)生器用以指示當(dāng)前比特應(yīng)該是反相的還是非反相的，第二個(gè)碼發(fā)生器用以指示當(dāng)前比特應(yīng)該是一個(gè)空比特還是非空比特。這兩個(gè)輸出然后被混合產(chǎn)生一個(gè)三進(jìn)制碼字。結(jié)論本文是為了說(shuō)明如何依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造和使用各種實(shí)施例，而不是限定其精確的、預(yù)期的和可能的范圍和實(shí)質(zhì)。前面說(shuō)明的目的不是窮舉的或者將本發(fā)明限制在所公開(kāi)的精確形式。依據(jù)上述教導(dǎo)可以做出修改和變化。選擇和描述的具體實(shí)施例為本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用提供了最好的說(shuō)明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在各種實(shí)施例中應(yīng)用本發(fā)明并做出各種適合于預(yù)期實(shí)際應(yīng)用的修改。所有這些修改和變化都是在后附權(quán)利要求及其等同物限定的發(fā)明范圍內(nèi)，這些權(quán)利要求在專利申請(qǐng)審批過(guò)程中可能被修改，所述權(quán)利要求應(yīng)該被公正、合法、合理地解釋。權(quán)利要求1.一種操作無(wú)線接收機(jī)的方法，包括采用根據(jù)第一模擬碼字格式排列的第一組多個(gè)小波，對(duì)接收到的無(wú)線信號(hào)執(zhí)行第一操作；以及在執(zhí)行第一操作之后，采用根據(jù)第二模擬碼字格式排列的第二組多個(gè)小波，對(duì)該無(wú)線信號(hào)執(zhí)行第二操作，其中第一模擬碼字格式不同于第二模擬碼字格式。2.如權(quán)利要求1所述的操作無(wú)線接收機(jī)的方法，其中第一操作是以下操作之一獲取、同步和信號(hào)訓(xùn)練。3.如權(quán)利要求1所述的操作無(wú)線接收機(jī)的方法，其中第二操作是以下操作之一信號(hào)訓(xùn)練、數(shù)據(jù)的清晰傳輸、數(shù)據(jù)的安全傳輸和距離測(cè)量。4.如權(quán)利要求1所述的操作無(wú)線接收機(jī)的方法，其中第一和第二碼字格式均釆用三進(jìn)制編碼和二進(jìn)制編碼中的一種進(jìn)行編碼。5.如權(quán)利要求1所述的操作無(wú)線接收機(jī)的方法，其中第一碼字格式和第二碼字格式具有不同的長(zhǎng)度。6.如權(quán)利要求1所述的操作無(wú)線接收機(jī)的方法，進(jìn)一步包括，在執(zhí)行第二操作之后，采用根據(jù)第三模擬碼字格式排列的第三組多個(gè)小波，對(duì)無(wú)線信號(hào)執(zhí)行第三操作。7.如權(quán)利要求6所述的操作無(wú)線接收機(jī)的方法，其中第一操作是獲取和同步中的一種，其中第二操作是信號(hào)訓(xùn)練，以及其中第三操作是以下操作之一數(shù)據(jù)的清晰傳輸、數(shù)據(jù)的安全傳輸和距離測(cè)量。8.如權(quán)利要求1所述的操作無(wú)線接收機(jī)的方法，其中該方法在超寬帶接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)。9.如權(quán)利要求1所述的操作無(wú)線接收機(jī)的方法，其中該方法在集成電路中實(shí)現(xiàn)。10.—種操作無(wú)線發(fā)送機(jī)的方法，包括發(fā)送根據(jù)第一模擬碼字格式排列的第一組多個(gè)小波，用于無(wú)線接收機(jī)的第一操作；以及在發(fā)送第一組多個(gè)小波之后，發(fā)送根據(jù)第二模擬碼字格式排列的第二組多個(gè)小波，用于無(wú)線接收機(jī)的第二操作，其中第一模擬碼字格式不同于第二模擬碼字格式。11.如權(quán)利要求10所述的操作無(wú)線發(fā)送機(jī)的方法，其中第一操作是以下操作之一獲取、同步和信號(hào)訓(xùn)練。12.如權(quán)利要求10所述的操作無(wú)線發(fā)送機(jī)的方法，其中第二操作是以下操作之一信號(hào)訓(xùn)練、數(shù)據(jù)的清晰傳輸、數(shù)據(jù)的安全傳輸和距離測(cè)量。13.如權(quán)利要求10所述的操作無(wú)線發(fā)送機(jī)的方法，其中第一和第二碼字格式均采用三進(jìn)制編碼或二進(jìn)制編碼中的一種進(jìn)行編碼。14.如權(quán)利要求10所述的操作無(wú)線發(fā)送機(jī)的方法，其中第一碼字格式和第二碼字格式具有不同的長(zhǎng)度。15.如權(quán)利要求10所述的操作無(wú)線發(fā)送機(jī)的方法，進(jìn)一步包括，在發(fā)送第二組多個(gè)小波之后，發(fā)送根據(jù)第三模擬碼字格式排列的第三組多個(gè)小波，用于無(wú)線接收機(jī)的第三操作。16.如權(quán)利要求10所述的操作無(wú)線發(fā)送機(jī)的方法，其中第一操作是獲取和同步中的一種，其中第二操作是信號(hào)訓(xùn)練，以及其中第三操作是以下操作之一數(shù)據(jù)的清晰傳輸、數(shù)據(jù)的安全傳輸和距離測(cè)量。17.如權(quán)利要求10所述的操作無(wú)線發(fā)送機(jī)的方法，其中該方法在超寬帶接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)。18.如權(quán)利要求10所述的操作無(wú)線發(fā)送機(jī)的方法，其中該方法在集成電路中實(shí)現(xiàn)。19.一種無(wú)線設(shè)備，包括多個(gè)存儲(chǔ)碼字寄存器，用于提供多個(gè)第一多路復(fù)用器輸入信號(hào)；第一多路復(fù)用器，用于從所述多個(gè)第一多路復(fù)用器輸入信號(hào)中選擇一個(gè)通過(guò)，作為第一多路復(fù)用器輸出信號(hào)；多個(gè)操作碼字寄存器，用于從第一多路復(fù)用器選擇性地接收第一多路復(fù)用器輸出信號(hào)，并用于提供多個(gè)第二多路復(fù)用器輸入信號(hào)；以及第二多路復(fù)用器，用于從多個(gè)第二多路復(fù)用器輸入信號(hào)中選擇一個(gè)通過(guò)，作為第二多路復(fù)用器輸出信號(hào)，其中，多個(gè)操作碼字寄存器中的每一個(gè)都存儲(chǔ)用于無(wú)線接收機(jī)的不同操作的碼字。20.如權(quán)利要求19所述的無(wú)線設(shè)備，其中該無(wú)線設(shè)備是以下設(shè)備之一無(wú)線發(fā)送機(jī)、無(wú)線接收機(jī)和無(wú)線收發(fā)機(jī)。21.如權(quán)利要求19所述的無(wú)線設(shè)備，進(jìn)一步包括上部碼字寄存器，用于存儲(chǔ)第二多路復(fù)用器輸出信號(hào)的第一部分以作為上部碼字信號(hào)提供；下部碼字發(fā)生器，用于存儲(chǔ)第二多路復(fù)用器輸出信號(hào)的第二部分以作為下部碼字信號(hào)提供；第三多路復(fù)用器，用于順序地選擇上部和下部碼字信號(hào)中的一個(gè)作為第三多路復(fù)用器輸出信號(hào)。22.如權(quán)利要求19所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述不同操作是以下操作之一獲取、同步、信號(hào)訓(xùn)練、數(shù)據(jù)的清晰傳輸、數(shù)據(jù)的安全傳輸和距離測(cè)量。全文摘要提出了一種無(wú)線設(shè)備的操作方法。在該方法中，采用根據(jù)第一模擬碼字格式排列的第一組小波，在無(wú)線信號(hào)上執(zhí)行第一操作(720)。然后采用根據(jù)第二模擬碼字格式排列的第二組小波，在無(wú)線信號(hào)上執(zhí)行第二操作(740)。第一碼字格式的內(nèi)容和大小可以不同于第二碼字格式。通過(guò)為每個(gè)模擬碼字格式選擇不同的性質(zhì)，設(shè)備可以優(yōu)化每一操作的性能。這些操作可以在接收過(guò)程(800)或者發(fā)送過(guò)程(900)中執(zhí)行。文檔編號(hào)H04B1/00GK101208867SQ200580031664公開(kāi)日2008年6月25日申請(qǐng)日期2005年9月30日優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日發(fā)明者蒂莫西·R.·米勒,馬修·L.·維爾博恩申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司