專利名稱：通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域并且更具體地說明了能夠在與現(xiàn)有系統(tǒng)相同的發(fā)射功率和能量損耗的條件下在更長(zhǎng)距離上通信的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自開始開發(fā)產(chǎn)品和通信基礎(chǔ)設(shè)施以來，無(wú)線通信領(lǐng)域一直被給予極高的關(guān)注，該產(chǎn)品和通信基礎(chǔ)設(shè)施提供更高數(shù)據(jù)速率，使得可以例如在實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸語(yǔ)音的初始目標(biāo)之后增加復(fù)雜數(shù)據(jù)服務(wù)。順應(yīng)這種趨勢(shì)，GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))、主要的世界范圍的無(wú)線電話系統(tǒng)被持續(xù)地發(fā)展成為提供更高的數(shù)據(jù)速率。從每秒9.6千比特(Kbps)的較低數(shù)據(jù)速率開始，第一代數(shù)字移動(dòng)電話OG)僅允許以SMS (短消息服務(wù))的形式的文本消息交換。自經(jīng)歷了中間的發(fā)展步驟0.5&2.75)發(fā)展到第三代產(chǎn)品(3G)以來，提供了更高的數(shù)據(jù)速率，使得移動(dòng)電話現(xiàn)在能夠接收視頻并且基于公共無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到因特網(wǎng)。通常，網(wǎng)絡(luò)在市區(qū)被組織為低至數(shù)百米的地理蜂窩尺寸，在非密集居住地區(qū)達(dá)到數(shù)千米(Km) (最大為35km)。稍后受到極大關(guān)注的通訊領(lǐng)域的另一方面是不計(jì)其數(shù)的電子設(shè)備的無(wú)線互聯(lián)，所述電子設(shè)備現(xiàn)在成為了幾乎任何人類活動(dòng)的一部分。這包括上述蜂窩電話，所述蜂窩電話現(xiàn)在能夠連接到例如無(wú)線耳機(jī)，并且一般地，連接到恰當(dāng)?shù)嘏鋫淞死鏟DA(便攜式數(shù)字助理)、膝上型計(jì)算機(jī)等等的任意類型的設(shè)備。至此，1998年由藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)定義和公布的規(guī)范允許了能夠事實(shí)上彼此互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的發(fā)展、許可和實(shí)施。通常，藍(lán)牙設(shè)備是能夠在數(shù)米范圍內(nèi)以每秒1兆比特(Mbps)的數(shù)據(jù)速率互聯(lián)的相當(dāng)?shù)凸β实脑O(shè)備。然而，無(wú)線通信領(lǐng)域中的另一個(gè)方面未能受到其應(yīng)得的關(guān)注。上述兩個(gè)方面事實(shí)上具有共同的目標(biāo)，即為其所支持的應(yīng)用提供相當(dāng)大的數(shù)據(jù)速率(IMbps的級(jí)數(shù))。因此，所述兩個(gè)方面不僅能夠傳輸語(yǔ)音，而且還具有顯著的帶寬，該帶寬可用于所有類型的數(shù)據(jù)應(yīng)用。從這點(diǎn)上來看，GSM和藍(lán)牙的區(qū)別僅在于它們?cè)诓煌嚯x上通信的能力。通常，蜂窩電話可以在數(shù)千米的范圍內(nèi)通信，而藍(lán)牙設(shè)備可以在數(shù)米的范圍內(nèi)通信。然而，在需要彼此通信或與中央通信點(diǎn)通信的過剩的電子設(shè)備中，許多電子設(shè)備需要運(yùn)行的應(yīng)用僅要求適中的數(shù)據(jù)速率，以滿意地操作，所述數(shù)據(jù)速率比以數(shù)字形式傳輸語(yǔ)音所要求的數(shù)據(jù)速率低得多。通常，在許多應(yīng)用中，例如在遙感勘測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中， 每秒數(shù)千比特是足夠的。在這種類型的應(yīng)用中，通常僅需要以預(yù)定的時(shí)間間隔對(duì)目的在于測(cè)量參數(shù)的傳感器的狀態(tài)進(jìn)行通信，所述參數(shù)例如為建筑物內(nèi)的房間的溫度。即便藍(lán)牙SIG發(fā)起了“低能量”的開端，以如其名稱所示地進(jìn)一步降低操作藍(lán)牙設(shè)備所要求的功率，所述功率在以上類型的應(yīng)用中具有很高要求，但仍未能解決的另一個(gè)要求是在比由藍(lán)牙低能量規(guī)范保持的10米更長(zhǎng)的距離上通信的能力。當(dāng)然，例如遙感勘測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控等由本發(fā)明提出的許多應(yīng)用實(shí)際上需要在更長(zhǎng)的距離上通信，而無(wú)需求助于必須定位為靠近藍(lán)牙設(shè)備的中繼站。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是公開一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在比藍(lán)牙低能量規(guī)范的10米明顯更長(zhǎng)的距離上通信，同時(shí)維持涉及設(shè)備的能量損耗、發(fā)射機(jī)的功率和接收機(jī)的靈敏度的等效工作點(diǎn)。基于對(duì)參考附圖的以下說明的研究，本發(fā)明的進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯然。其他任何優(yōu)點(diǎn)均意圖并入本文。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種通信系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)了以上目的，所述通信系統(tǒng)包括調(diào)制器，該調(diào)制器用于生成線性調(diào)頻信號(hào)(chirp signal)，該線性調(diào)頻信號(hào)的目標(biāo)在于基于通信信道的指定的頻譜帶寬而擴(kuò)展信息信號(hào)的頻譜，所述線性調(diào)頻信號(hào)具有初始瞬時(shí)頻率和不同的最終瞬時(shí)頻率。所述調(diào)制器的特征在于其包括用于自同相位控制信號(hào)和正交相位控制信號(hào)控制所述線性調(diào)頻信號(hào)的裝置，所述同相位控制信號(hào)和正交相位控制信號(hào)在復(fù)數(shù)平面內(nèi)的所述線性調(diào)頻信號(hào)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間上共同定義用于所述線性調(diào)頻信號(hào)的恒定振幅和瞬時(shí)相位；所述系統(tǒng)進(jìn)一步的特征在于所述調(diào)制器被配置為使得用于以所述瞬時(shí)相位通過所述同相位控制信號(hào)和所述正交相位控制信號(hào)在復(fù)數(shù)平面內(nèi)改變的速度而獲得瞬時(shí)頻率的裝置；用于在初始瞬時(shí)頻率和最終瞬時(shí)頻率之間線性地改變所述瞬時(shí)頻率的裝置；用于使所述線性調(diào)頻信號(hào)的初始瞬時(shí)相位和最終瞬時(shí)相位相等的裝置。本發(fā)明進(jìn)一步公開了一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括解調(diào)器，該解調(diào)器用于接收具有初始瞬時(shí)頻率和不同的最終瞬時(shí)頻率的線性調(diào)頻信號(hào)，所述解調(diào)器的特征在于其包括用于在時(shí)域中對(duì)接收到的所述線性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行離散采樣的裝置，從而獲得相應(yīng)于擴(kuò)頻因子的多個(gè)樣本，所述擴(kuò)頻因子用于生成所述線性調(diào)頻信號(hào)，所述解調(diào)器進(jìn)一步包括用于在整個(gè)線性調(diào)頻信號(hào)的持續(xù)時(shí)間上均勻分布樣本的裝置以及用于在復(fù)數(shù)平面內(nèi)自相關(guān)聯(lián)的同相位分量和正交相位分量來處理接收到的所述線性調(diào)頻信號(hào)的裝置；用于在本地生成共軛的線性調(diào)頻信號(hào)的裝置，從而使所述共軛的線性調(diào)頻信號(hào)的初始瞬時(shí)相位和最終瞬時(shí)相位相等，并且所述裝置還用于交換所述初始瞬時(shí)頻率和所述最終瞬時(shí)頻率的值；用于使接收到的所述線性調(diào)頻信號(hào)乘以在本地生成的所述共軛的線性調(diào)頻信號(hào)以獲得乘積信號(hào)的裝置；用于執(zhí)行所述乘積信號(hào)的離散傅立葉變換以使其變換到頻域中的裝置，其中所述離散傅立葉變換的輸出頻率段(bin)的數(shù)量與接收到的所述線性調(diào)頻信號(hào)的離散樣本的
數(shù)量相等；用于選擇其中出現(xiàn)了能量峰值的所述離散傅立葉變換的單個(gè)輸出頻率段的裝置；用于分析所選擇的所述單個(gè)輸出頻率段的內(nèi)容以確定接收到了哪個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)的裝置，所述裝置進(jìn)一步解碼和傳送接收到一個(gè)或更多個(gè)比特的任意信息信號(hào)。因此，根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)允許在明顯更長(zhǎng)的距離上通信，同時(shí)維持涉及設(shè)備的能量損耗、發(fā)射機(jī)的功率和接收機(jī)的靈敏度以及所占據(jù)的頻譜帶寬的等效工作點(diǎn)。
此外，本發(fā)明允許驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有通信系統(tǒng)的無(wú)線電部分，從而在以減小的數(shù)據(jù)速率為代價(jià)的情況下增大所述系統(tǒng)允許的通信距離。所述現(xiàn)有的通信系統(tǒng)例如為藍(lán)牙裝置。任選地，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)制器包括配置為執(zhí)行以下特征中的任意一個(gè)特征的裝置通過在線性調(diào)頻信號(hào)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間上指定瞬時(shí)相位值的曲線而定義原始線性調(diào)頻符號(hào)；通過進(jìn)一步指定多個(gè)瞬時(shí)相位值的曲線而將所述信息信號(hào)嵌入在所述線性調(diào)頻信號(hào)中，所述瞬時(shí)相位值的曲線各自定義被不同調(diào)制的線性調(diào)頻符號(hào)；通過分別指定最終瞬時(shí)頻率高于或低于初始瞬時(shí)頻率而定義上線性調(diào)頻符號(hào)和下線性調(diào)頻符號(hào)；定義兩個(gè)不同的線性調(diào)頻符號(hào)中的最小值；被傳輸?shù)木€性調(diào)頻符號(hào)的幀包括一個(gè)或更多個(gè)原始線性調(diào)頻符號(hào)的前導(dǎo)；線性調(diào)頻符號(hào)由死區(qū)時(shí)間分離，在所述死區(qū)時(shí)間中，發(fā)射機(jī)保持靜止；虛擬瞬時(shí)相位被歸屬于所述死區(qū)時(shí)間，以匹配所述線性調(diào)頻信號(hào)的初始瞬時(shí)相位。任選地，根據(jù)本發(fā)明的解調(diào)器包括配置為實(shí)現(xiàn)以下特征中的任意一個(gè)特征的裝置被選擇的單個(gè)輸出頻率段的位置表示在發(fā)射通信系統(tǒng)的時(shí)鐘系統(tǒng)和接收通信系統(tǒng)的時(shí)鐘系統(tǒng)之間存在何種頻率和/或定時(shí)偏置；被選擇的單個(gè)輸出頻率段的位置用于基于發(fā)射時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)節(jié)接收時(shí)鐘系統(tǒng)；所述解調(diào)器分析在滑動(dòng)窗上的接收到的線性調(diào)頻信號(hào)，所述滑動(dòng)窗包含多個(gè)原始線性調(diào)頻符號(hào)，并且其中所述窗在每個(gè)分析步驟處在整個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)持續(xù)時(shí)間上滑動(dòng)；增加兩個(gè)或更多個(gè)原始線性調(diào)頻符號(hào)的前導(dǎo)以提高所述解調(diào)器的檢測(cè)電平。本發(fā)明還提供一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括根據(jù)前述任意一個(gè)特征的調(diào)制器和根據(jù)前述任意一個(gè)特征的解調(diào)器。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提出了一種用于生成線性調(diào)頻信號(hào)的方法，所述線性調(diào)頻信號(hào)的目標(biāo)在于在通信信道的指定的頻譜帶寬上擴(kuò)展信息信號(hào)的頻譜，所述線性調(diào)頻信號(hào)具有初始瞬時(shí)頻率和不同的最終瞬時(shí)頻率。所述方法的特征在于自同相位控制信號(hào)和正交相位控制信號(hào)控制所述線性調(diào)頻信號(hào)，以在復(fù)數(shù)平面內(nèi)具有恒定的振幅和不斷改變的瞬時(shí)相位；所述瞬時(shí)頻率由所述瞬時(shí)相位通過所述同相位控制信號(hào)和所述正交相位控制信號(hào)在復(fù)數(shù)平面內(nèi)改變的速度而定義；所述瞬時(shí)頻率在所述線性調(diào)頻信號(hào)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間上在所述初始瞬時(shí)頻率和所述最終瞬時(shí)頻率之間線性地改變；線性調(diào)頻信號(hào)的初始瞬時(shí)相位和最終瞬時(shí)相位相等。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提出了一種用于接收線性調(diào)頻信號(hào)的方法，所述線性調(diào)頻信號(hào)具有初始瞬時(shí)頻率和不同的最終瞬時(shí)頻率。所述方法的特征在于接收到的所述線性調(diào)頻信號(hào)在時(shí)域中被離散地采樣，以獲得相應(yīng)于擴(kuò)頻因子的多個(gè)樣本，所述擴(kuò)頻因子用于生成所述線性調(diào)頻信號(hào)，并且其中樣本在整個(gè)線性調(diào)頻信號(hào)持續(xù)時(shí)間上均勻分布；在復(fù)數(shù)平面內(nèi)自相關(guān)聯(lián)的同相位值和正交相位值處理全部解調(diào)器信號(hào)；在本地生成共軛的線性調(diào)頻信號(hào)，其中初始瞬時(shí)頻率和最終瞬時(shí)頻率的值被交換；接收到的所述線性調(diào)頻信號(hào)乘以在本地生成的共軛的線性調(diào)頻信號(hào)，以獲得乘積
信號(hào)；在所述乘積信號(hào)上應(yīng)用離散傅立葉變換，以將所述乘積信號(hào)變換到頻域中；選擇具有能量峰值的離散傅立葉變換的單個(gè)輸出頻率段；分析被選擇的所述單個(gè)輸出頻率段的內(nèi)容，以確定接收到了哪個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)， 進(jìn)一步解碼和傳送接收到一個(gè)或更多個(gè)比特的信息信號(hào)。


圖1示出了射頻(RF)收發(fā)機(jī)的主要組件，本發(fā)明的方案可以通過所述射頻收發(fā)機(jī)實(shí)施。圖2討論了基于收發(fā)機(jī)和接收機(jī)之間的空中信號(hào)傳輸。圖3通過特定的示例說明了由本發(fā)明使用的擴(kuò)頻技術(shù)的原理。圖4以示例示出了如何使線性調(diào)頻符號(hào)必須生成為符合本發(fā)明的要求。圖fe、5b、5c以示例討論并且說明了如何能夠接收線性調(diào)頻符號(hào)，而不要求發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的精確并且穩(wěn)定的時(shí)鐘系統(tǒng)。圖6以示例進(jìn)一步討論并且說明了對(duì)符號(hào)間的相位連續(xù)性的要求。圖7簡(jiǎn)單地回顧了使得線性調(diào)頻符號(hào)能夠被調(diào)制以承載用戶信息的一些示例性技術(shù)。圖8描述了根據(jù)本發(fā)明的基帶調(diào)制器的示例性實(shí)施方式。圖9討論了解調(diào)器的示例性實(shí)施方式。圖10以示例簡(jiǎn)單地討論和說明了運(yùn)送并且接收線性調(diào)頻符號(hào)的幀。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明之前的詳細(xì)說明涉及附圖。雖然說明書包括多個(gè)示例性實(shí)施例，但其他實(shí)施例也是可行的，并且可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)所說明的實(shí)施例做出改變。圖1示出了射頻(RF)收發(fā)機(jī)的主要組件，本發(fā)明的方案可以通過所述射頻收發(fā)機(jī)實(shí)施。本發(fā)明假設(shè)需要實(shí)施相干調(diào)制/解調(diào)方案。也就是，該方案能夠控制頻率載波 (Fe)的頻率和相位，從而使被傳輸?shù)男盘?hào)、載波能夠在相位和頻率上被精確地調(diào)制以在空中廣播信息?？梢杂商峁┬盘?hào)的任意遠(yuǎn)程定位的接收機(jī)接收和解碼的所述信號(hào)實(shí)施逆向相干解調(diào)方案，以自被調(diào)制的載波檢索被發(fā)送的數(shù)字信息。以上方案假設(shè)被傳輸?shù)男盘?hào)的振幅是恒定的，即未被調(diào)制并且不承載任何信息。例如通過在背景技術(shù)部分中討論的全部藍(lán)牙通信裝置而使用這種無(wú)線電收發(fā)機(jī)。 藍(lán)牙是開放式通信標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)在于授權(quán)在2. 4GHz到2. 5GHz之間的ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻帶中彼此緊鄰地操作的全部類型的通信裝置的協(xié)同工作能力。任何通信裝置均可在世界上提供受控的所述ISM帶的發(fā)射電平(即通常不超過10毫瓦(mW))的任何地方在ISM 帶中自由操作。為了實(shí)施以上相干調(diào)制/解調(diào)方案，適合的無(wú)線電收發(fā)機(jī)必須實(shí)施IQ調(diào)制技術(shù)， 其是一種大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)，其中用于調(diào)制載波的基帶信號(hào)被分解為同相位信號(hào)(I)和正交或90°相移信號(hào)⑴)。因此，載波Fc的頻率和相位能夠被精確地控制，因此由對(duì)被廣播的數(shù)字信息進(jìn)行編碼的低頻基帶信號(hào)調(diào)制。圖1中示出了 IQ調(diào)制110的原理，其中基帶I和Q信號(hào)116分別通過同相位112 和正交相位114載波頻率上變頻到RF域，之后在118處結(jié)合以便作為單個(gè)信號(hào)應(yīng)用到功率放大器120，所述單個(gè)信號(hào)通過天線130而在空中被廣播。可以如圖140所示地解釋基帶和RF域中的I和Q信號(hào)。所述I和Q信號(hào)可以被方便地分別視為復(fù)數(shù)的實(shí)部144和虛部142，所述復(fù)數(shù)在復(fù)平面140內(nèi)具有恒定振幅146和瞬時(shí)相位148。信號(hào)的瞬時(shí)頻率由向量轉(zhuǎn)動(dòng)的速度表示。I和Q還分別為恒定振幅向量146 的余弦值和正弦值。通過被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流152，調(diào)制電路產(chǎn)生上述IQ基帶信號(hào)?；鶐д{(diào)制器150通過一組標(biāo)準(zhǔn)的適合的濾波器、放大器和驅(qū)動(dòng)器1 而驅(qū)動(dòng)IQ載波混頻器110，所述濾波器、放大器和驅(qū)動(dòng)器的特性和實(shí)施細(xì)節(jié)在不同實(shí)施方式間變化很大。IQ載波混頻器將基帶信號(hào)上變頻到載波頻率。這些電路不是本發(fā)明的一部分，并且其詳細(xì)的操作模式對(duì)理解本發(fā)明并不重要。相反，基帶調(diào)制器150專用于本發(fā)明并且在以下附圖中說明。如果使用現(xiàn)有的無(wú)線電收發(fā)機(jī)，例如商業(yè)可獲得的藍(lán)牙收發(fā)機(jī)，則本發(fā)明的基帶調(diào)制器代替可以嵌入到所述部件中的調(diào)制器。僅再使用無(wú)線電部件100。在任何情況下，I和Q輸入(或允許調(diào)制被傳輸?shù)腞F載波的相位和振幅的任意其他可替換的裝置，即所謂的極化調(diào)制器)均被假設(shè)為可被存取的。顯然，用于容易獲得的乘積部分的可替換的選擇包括替換再使用無(wú)線電部件設(shè)計(jì)100的專用集成電路(ASIC)中的基帶調(diào)制器。另一個(gè)選項(xiàng)是在相同的ASIC中實(shí)施一些專門的操作模式，例如將常規(guī)的藍(lán)牙操作模式(基于在2. 4GHz范圍內(nèi)的79種不同的頻率上的頻率跳變的擴(kuò)頻技術(shù))與在以下附圖中說明的本發(fā)明的調(diào)制技術(shù)相結(jié)合。無(wú)線電收發(fā)機(jī)部件100的接收機(jī)分支實(shí)施設(shè)法通過天線從接收到的RF信號(hào)提取 I和Q基帶信號(hào)的逆向操作。一般地，這種收發(fā)機(jī)嵌有開關(guān)102，以使輸入低噪聲放大器或 LNA 160與功率放大器120隔離，并且管理雙向操作模式。通常，這種收發(fā)機(jī)處于專用或標(biāo)準(zhǔn)微控制器(未示出)的控制下。通過正交下變頻混頻器170自接收到的被調(diào)制的RF信號(hào)(一般為微弱的信號(hào))提取I和Q分量，以最終檢索將被應(yīng)用到解調(diào)器180的基帶I和 Q信號(hào)。下變頻混頻器跟隨有適合的復(fù)雜電路184，以使I和Q恢復(fù)到以某種方式獨(dú)立于微弱的RF信號(hào)的接收電平的電平。作為無(wú)線電收發(fā)機(jī)100的集成部分的電路184包括多種濾波器和變量/自動(dòng)增益控制放大器(VGA)。在恢復(fù)基帶I和Q信號(hào)之前可以包括變頻到中間頻率(IF)0與發(fā)射分支類似，基帶解調(diào)器180專用于本發(fā)明并且在附圖中說明。對(duì)其如何可以實(shí)施應(yīng)用的評(píng)論是相同的。收發(fā)機(jī)的無(wú)線電部分還包括頻率控制區(qū)段190，以生成和調(diào)節(jié)時(shí)鐘，以便在例如ISM 2. 4GHz的范圍內(nèi)操作。所述頻率控制區(qū)段190包括的電路例如為PLL(鎖相環(huán))、V/ NCO(壓控或數(shù)控振蕩器)濾波器等等。需要外部振蕩器192。圖2討論了基于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的空中信號(hào)傳輸。在給定的載波頻率下能夠達(dá)到的最大距離主要取決于信號(hào)通過發(fā)射機(jī)210空中廣播的功率電平以及接收機(jī)220的靈敏度。在本發(fā)明發(fā)生的情況下(如在背景技術(shù)部分中討論的)，發(fā)射機(jī)的功率電平由ISM頻帶規(guī)范和類似藍(lán)牙的各種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。之后，為了允許在世界范圍的基礎(chǔ)上操作，發(fā)射功率在實(shí)踐中不能超過10dBm(即，+10分貝相對(duì)于ImW的基準(zhǔn)功率電平，由此相當(dāng)于OdBm)。接收機(jī)的總靈敏度由輸入接收裝置220的固有特性調(diào)節(jié)，所述輸入接收裝置220 一般為如圖1所示的低噪聲放大器160。當(dāng)代的接收機(jī)設(shè)計(jì)以標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行，即用于實(shí)施集成電路并且主要利用MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管的技術(shù)，所述技術(shù)已表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。當(dāng)然，當(dāng)代的接收機(jī)能夠在僅高于輸入電路的熱噪聲3dB的條件下操作，所述輸入電路匹配天線阻抗(通常為50歐姆)。這意味著雖然不可能實(shí)現(xiàn)，但理想的接收機(jī)能夠僅比當(dāng)前實(shí)際的實(shí)施方式優(yōu)異3dB。因此，考慮上述限制，通過通常能夠在藍(lán)牙的情況下基于10米的最大距離以 IMbps的帶寬操作的硬件實(shí)現(xiàn)的裝置，通信技術(shù)已表現(xiàn)出最佳的可行性能。然而，在相同的條件(載波頻率、發(fā)射功率、使用的帶寬和固有接收機(jī)靈敏度)下， 存在一種已知的通用名稱為擴(kuò)頻的技術(shù)，該技術(shù)潛在地允許接收機(jī)的靈敏度的提高，由此允許在以減小的有效數(shù)據(jù)速率為代價(jià)的情況下在更大距離上通信。大體思路是使用可用的帶寬，以將待發(fā)射的數(shù)據(jù)與擴(kuò)頻序列相結(jié)合，使得其變得可以與接收機(jī)中的被發(fā)射的信號(hào)相區(qū)別，即使接收電平不能允許將其與噪聲相區(qū)別。后面這點(diǎn)在圖2中通過任意的二進(jìn)制序列以圖示進(jìn)行了說明?；诮邮諚l件以及發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的距離，接收到的信號(hào)被逐漸衰減并且最終變?yōu)殡y以與環(huán)境噪聲232相區(qū)別。代表“直接序列擴(kuò)頻”的DSSS是最為常用的擴(kuò)頻技術(shù)。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)上述提高接收機(jī)的靈敏度，使其超過熱噪聲允許的靈敏度的目的。例如，DSSS由美國(guó)軍用全球定位系統(tǒng)或GPS使用，GPS還可由美國(guó)國(guó)防部作為民用。DSSS基于多過30個(gè)衛(wèi)星的布局，所述衛(wèi)星永久性地廣播信號(hào)，使得當(dāng)前全世界所使用的無(wú)數(shù)的專用GPS接收機(jī)能夠精確地確定其自身位置，前提是良好信號(hào)的速度和緯度可以同時(shí)自至少四個(gè)衛(wèi)星接收。然而，對(duì)于民用，每個(gè)衛(wèi)星以其自身的擴(kuò)頻序列在相同頻率(1575.42MHz)上廣播信號(hào)，使得所述擴(kuò)頻序列能夠被接收機(jī)唯一地識(shí)別。在DSSS中，所述擴(kuò)頻序列是偽隨機(jī)噪聲(PRN)代碼。GPS民用PRN序列是具有適當(dāng)長(zhǎng)度的1023 “芯片”或比特的二進(jìn)制序列。代碼的序列越長(zhǎng)，則接收機(jī)的靈敏度中的增益可以越高。已顯示出每當(dāng)編碼序列加倍時(shí)，可以期望3dB的編碼增益。因此，1023或210比特的序列可以真正提供約30dB的編碼增益。上述值(30dB)是接收機(jī)靈敏度中的增益，該增益還被期望達(dá)到本發(fā)明的目的。所述目的為乘以2個(gè)數(shù)量級(jí)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間允許的距離，即從10米至1千米。這在以自IMbps (藍(lán)牙帶寬)減小的有效數(shù)據(jù)速率為代價(jià)的情況下獲得，所述IMbps必須除以約為 103的代碼長(zhǎng)度，以獲得僅為llcbps的有效數(shù)據(jù)速率。然而，這種數(shù)據(jù)速率足夠用于本發(fā)明考慮的應(yīng)用，即遙感勘測(cè)、監(jiān)控傳感器裝置等等。不幸的是，GPS的擴(kuò)頻方案不能被變換(transpose)并且應(yīng)用于本發(fā)明。主要原因是對(duì)獨(dú)立時(shí)鐘系統(tǒng)012，222)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的要求。本發(fā)明考慮的裝置是低成本的裝置，該裝置不能負(fù)擔(dān)實(shí)現(xiàn)GPS所需要的昂貴、非常精確并且穩(wěn)定的時(shí)鐘系統(tǒng)的費(fèi)用。此外， 操作模式并不相同。一方面，GPS衛(wèi)星永久性地廣播其(自原子高精度時(shí)鐘生成的)信號(hào)。 另一方面，GPS接收機(jī)永久地開啟，或者保持達(dá)重要的時(shí)間周期，并且能夠(而且總之必須) 在變?yōu)榭刹僮髦皥?zhí)行適當(dāng)長(zhǎng)度的GPS傳輸?shù)臄U(kuò)頻代碼的采集。采集包括在環(huán)境和熱噪聲 232中檢索，其擴(kuò)頻序列實(shí)際上傳輸(如果在GPS的情況下使用一些的話)其精確的頻率和相移。這必須通過本地時(shí)鐘系統(tǒng)完成，所述本地時(shí)鐘系統(tǒng)本質(zhì)上需要盡可能地精確和穩(wěn)定， 以縮短采集處理。采集基本上包括連續(xù)地嘗試頻率和相移的全部可能的組合(在基于獨(dú)立的時(shí)鐘系統(tǒng)的相對(duì)精確度的范圍內(nèi))。這必須被執(zhí)行，直至能夠在整個(gè)代碼序列長(zhǎng)度上找到相關(guān)性?？赡懿坏貌粐L試極大量的組合。相反，本發(fā)明的裝置可能并非總是被激勵(lì)以降低能耗，并且必須能夠快速地喚醒并且同步以定期傳輸被監(jiān)控的傳感器的狀態(tài)。此外，這必須通過獨(dú)立的低成本的時(shí)鐘系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述時(shí)鐘系統(tǒng)的精確度、溫度依賴性和穩(wěn)定性通常被指定在總體上加或減 40ppm(百萬(wàn)分之幾)的范圍內(nèi)，S卩大約在2. 4GHz上加或減IOOkHz。結(jié)合需要支持長(zhǎng)擴(kuò)頻序列(例如1023)以獲得必須達(dá)到目標(biāo)通信距離(IKm)的編碼增益的要求，DSSS不能滿足挑戰(zhàn)。圖3通過特定的示例說明了由本發(fā)明使用的擴(kuò)頻技術(shù)的原理。為了克服上述問題，并且仍然獲得必要的編碼增益，本發(fā)明設(shè)法使用另一種擴(kuò)頻技術(shù)。所述技術(shù)在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中很少使用。通過生成線性調(diào)頻信號(hào)而獲得頻譜的擴(kuò)展， 所述線性調(diào)頻信號(hào)的頻率自初始的FO頻率連續(xù)變化到最終的Fl頻率。在圖310中示出了一個(gè)示例。Fl 314可以高于(如圖所示)或低于FO 312，從而分別生成上線性調(diào)頻信號(hào)或下線性調(diào)頻信號(hào)。這種擴(kuò)頻技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是在發(fā)射和接收末端之間的定時(shí)偏置和頻率偏置變得相等，由此降低了接收機(jī)的復(fù)雜度，所述接收機(jī)僅需要考慮用以檢索符號(hào)的混合的頻率和/或定時(shí)偏置。Fl減FO得到的頻率差表示信號(hào)的頻譜帶寬。在用于說明本發(fā)明的示例中，基于藍(lán)牙技術(shù)，所述頻率差必須相應(yīng)于由這種特定的技術(shù)使用的帶寬，即1MHz。因此，在RF域中， 根據(jù)本發(fā)明的線性調(diào)頻信號(hào)由載波的頻率調(diào)制表示，當(dāng)廣播線性調(diào)頻符號(hào)時(shí)，所述載波的中心頻率圍繞被選擇的頻率載波Fc (在本示例中在2. 4-2. 5GHz ISM的范圍內(nèi))自-500kHz 連續(xù)變化到+500kHz。因此，相應(yīng)的基帶信號(hào)可以被視為包括在這兩個(gè)值之間(-500kHz至 +500kHz)。線性調(diào)頻符號(hào)的持續(xù)時(shí)間必須相應(yīng)于應(yīng)用的期望的有效數(shù)據(jù)速率，即在用于說明本發(fā)明的示例中為1kHz。因此，擴(kuò)頻因子仍為103，這與圖2中討論的DSSS技術(shù)相同，從而獲得對(duì)接收機(jī)靈敏度的相同改進(jìn)。那么，承載至少一個(gè)比特的信息的每個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)均需要在1毫秒內(nèi)傳輸316。本發(fā)明假設(shè)以數(shù)值形式執(zhí)行信號(hào)處理(即數(shù)字信號(hào)處理或DSP)的全部當(dāng)代標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)均可潛在地用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。特別地，傅立葉變換被用于將信號(hào)從時(shí)域變換到頻域， 從而使接收到的信號(hào)能夠被有效地分析，如本發(fā)明以下的說明書中所討論的?，F(xiàn)有的高效快速傅立葉變換(FFT)算法能夠基于標(biāo)準(zhǔn)且適合的計(jì)算硬件以數(shù)值形式實(shí)現(xiàn)。同樣，本發(fā)明假設(shè)在復(fù)數(shù)域中執(zhí)行信號(hào)處理，即具有實(shí)部和虛部。這非常符合圖1中描述的無(wú)線電收發(fā)機(jī)的實(shí)施方式，其中應(yīng)用了可直接由二值的復(fù)雜信號(hào)驅(qū)動(dòng)的正交IQ調(diào)制器和解調(diào)器。同樣，當(dāng)需要考慮信號(hào)的頻譜分析時(shí)，這意味著負(fù)頻率的定義和使用。圖3的下部的示意圖320示出了一個(gè)示例性基帶線性調(diào)頻符號(hào)的這種圖示。所述基帶線性調(diào)頻符號(hào)具有實(shí)部322和虛部324，使得所述信號(hào)的瞬時(shí)頻率和相位可以在基帶范圍內(nèi)的任意點(diǎn)處獲得。為了使圖示簡(jiǎn)明，雖然需要更高數(shù)值的擴(kuò)頻因子來實(shí)現(xiàn)如前所述的本發(fā)明的目的，但本示例以及隨后的示例中的擴(kuò)頻因子僅為64 (實(shí)際上，在-32至+31之間)。圖示310表示在被線性調(diào)頻信號(hào)調(diào)制后由發(fā)射機(jī)天線廣播的RF載波。圖示320 示出了在上變頻之前的基帶線性調(diào)頻信號(hào)，因此示出了分離的I&Q分量。圖4以示例示出了如何使線性調(diào)頻符號(hào)必須生成為符合本發(fā)明的要求。如上已述，線性調(diào)頻符號(hào)被構(gòu)造為使得瞬時(shí)頻率自初始頻率FO連續(xù)變化到最終頻率F1。這在圖示410中示出，其中頻率范圍被標(biāo)準(zhǔn)化412。在本示例中，瞬時(shí)頻率在線性調(diào)頻符號(hào)414的整個(gè)持續(xù)時(shí)間上線性增大，即從較低的頻率FO至較高的頻率F1。如前所述，下線性調(diào)頻符號(hào)同樣可以被考慮，即瞬時(shí)頻率線性減小的線性調(diào)頻符號(hào)。下部的圖示420示出了根據(jù)本發(fā)明的線性調(diào)頻符號(hào)的瞬時(shí)相位。主要特性是所述符號(hào)必須被構(gòu)造為使得符號(hào)開始處422的瞬時(shí)相位必須與符號(hào)結(jié)束處424的瞬時(shí)相位相同。在其間，例如通過下部的曲線4 示出了相位改變。這種相位曲線是相位在根據(jù)本發(fā)明的原始線性調(diào)頻符號(hào)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間上改變的典型方式，即未承載任何數(shù)據(jù)信息并且因此未被調(diào)制的符號(hào)。如以下進(jìn)一步的討論，原始線性調(diào)頻符號(hào)更特別地用作前導(dǎo)符號(hào)，以允許接收機(jī)側(cè)快速同步。本發(fā)明要求的符號(hào)間的相位連續(xù)性意圖允許將接收到的線性調(diào)頻符號(hào)與本地產(chǎn)生的線性調(diào)頻符號(hào)結(jié)合并且一起處理，而與(分別在一端的發(fā)射機(jī)和另一端的接收機(jī))產(chǎn)生這兩種線性調(diào)頻符號(hào)的獨(dú)立的低成本時(shí)鐘系統(tǒng)間存在的必然的頻率和/或定時(shí)偏置無(wú)關(guān)。如以下的說明書所述，將由此克服圖2中以直接擴(kuò)頻技術(shù)(DSSS)說明的同步問題。如果某人把以上要求除外，則本發(fā)明不假設(shè)將數(shù)據(jù)編碼到線性調(diào)頻符號(hào)中使得用戶數(shù)據(jù)信息能夠被運(yùn)送到遠(yuǎn)程位置的任何特定的方式。假設(shè)滿足上述要求，即結(jié)束和開始相位匹配，可以潛在地應(yīng)用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的用于調(diào)制載波信號(hào)(在本文中為線性調(diào)頻信號(hào))的全部技術(shù)。運(yùn)輸數(shù)據(jù)信息的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)事實(shí)上包括調(diào)制載波的相位。本發(fā)明支持這種類型的數(shù)據(jù)調(diào)制。因此，基于由線性調(diào)頻符號(hào)運(yùn)輸?shù)臄?shù)據(jù)值，可以應(yīng)用多種相位曲線以生成特定的符號(hào)。在任何情況下，如曲線4 所示，開始相位和結(jié)束相位必須匹配。雖然線性調(diào)頻符號(hào)的調(diào)制技術(shù)已超出了本發(fā)明的范圍，但這方面仍在圖7中被進(jìn)一步討論。圖fe、5b、5c以示例討論并且說明了如何能夠接收線性調(diào)頻符號(hào)，而不要求發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的精確并且穩(wěn)定的時(shí)鐘系統(tǒng)。圖示510示出了本地生成的線性調(diào)頻符號(hào)512的瞬時(shí)頻率，即自接收機(jī)的時(shí)鐘系統(tǒng)生成。如前面的附圖所示，本示例的擴(kuò)頻因子N是64。在IMHz的芯片速率下，線性調(diào)頻符號(hào)的持續(xù)時(shí)間是64μ S。對(duì)于本地時(shí)鐘系統(tǒng)，所述頻率在整個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)的持續(xù)時(shí)間上線性增大。由于同樣存在于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的假設(shè)的定時(shí)偏置，對(duì)于本地時(shí)鐘，在一些時(shí)間點(diǎn)上可以觀察到接收到的線性調(diào)頻符號(hào)514的瞬時(shí)頻率的急劇改變。梯級(jí)(st印)的位置取決于這種偏置的實(shí)際值。然而，可以結(jié)合兩種線性調(diào)頻符號(hào)(接收到的和本地生成的線性調(diào)頻符號(hào))。首先，接收機(jī)將接收到的線性調(diào)頻符號(hào)乘以本地生成的共軛的線性調(diào)頻符號(hào)，即頻率從Fl線性變化到FO (而不是從FO變化到Fl)的線性調(diào)頻符號(hào)。之后，建立由所述相乘得到的乘積516，其在本示例中由于時(shí)鐘系統(tǒng)間的定時(shí)偏置而示出了下梯級(jí)518。 共軛的線性調(diào)頻符號(hào)還必須符合與應(yīng)用到被發(fā)射的線性調(diào)頻符號(hào)的要求相同的要求，即 在開始處的瞬時(shí)相位必須與在線性調(diào)頻符號(hào)的結(jié)束處的瞬時(shí)相位相同。由調(diào)制器生成的在線性調(diào)頻符號(hào)開始和結(jié)束處的相位可以不必與在解調(diào)器處接收到的線性調(diào)頻符號(hào)的開始和結(jié)束處的相位相同。特別地，接收到的線性調(diào)頻符號(hào)的整個(gè)相位總之由傳輸信道任意偏移。此后，在接收到的線性調(diào)頻符號(hào)和本地生成的線性調(diào)頻符號(hào)的各自的樣本的64 個(gè)乘積上執(zhí)行FFT。然而，如以下所示，重要的是注意到因采樣導(dǎo)致的重疊，而在FFT的相同的所謂輸出“頻率段”中構(gòu)建了兩個(gè)乘積頻率516。以下的圖示520是圖示510在時(shí)域中的另一種視圖。圖示520是以10倍的過度采樣(因此，在X軸上的最大值為640)繪制的，以更好地看出乘積526的急劇的頻率轉(zhuǎn)換。 在本圖示中，僅繪出了基帶信號(hào)的實(shí)部，基準(zhǔn)522是本地生成的線性調(diào)頻符號(hào)，而標(biāo)記524 表示接收到的線性調(diào)頻符號(hào)。在現(xiàn)實(shí)中，以芯片速率采樣兩個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)的乘積，即在本示例中以IMHz的速率采樣，由此獲得如圖恥的圖示530中所示的64個(gè)樣本，其中繪出了實(shí)部532和虛部534。之后，如上所述，在乘積的64個(gè)樣本上執(zhí)行FFT。從時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換結(jié)果如圖 540所示。Y軸以dB的任意標(biāo)度(能量比的201ogl0)示出了包含在FFT的64個(gè)頻率段中的每一個(gè)中的頻譜能量。在沒有噪聲的情況下，如在本圖示中假設(shè)的，能量集中在FFT 542 的單個(gè)頻率頻率段中。如果所述乘積的兩個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)是頻率對(duì)準(zhǔn)的(即具有完全相同的時(shí)鐘頻率的乘積)，則能量集中在相應(yīng)于具有零頻率(DC電平)的正弦曲線的中心頻率段 544中。觀察到的偏移M6 (即10個(gè)樣本)表示存在于兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)鐘系統(tǒng)之間的頻率和 /或定時(shí)偏置。頻率段的內(nèi)容同樣是具有相關(guān)聯(lián)的振幅和相位的復(fù)數(shù)。以上方案在出現(xiàn)如下面的圖示550和560所示的高水平噪聲時(shí)仍然起作用。除噪聲以外，圖示550與圖示520相似，即顯示為具有線性調(diào)頻符號(hào)的10倍的過度采樣(僅為了便于顯示)。本地生成的線性調(diào)頻符號(hào)552顯然不具有噪聲。接收到的線性調(diào)頻符號(hào)是 554并且乘積是556。盡管有噪聲，F(xiàn)FT的結(jié)果560仍清楚地示出了相應(yīng)于時(shí)鐘系統(tǒng)的頻率和/或定時(shí)偏置的峰值562。因此，作為基于接收到的線性調(diào)頻符號(hào)與本地生成的共軛的線性調(diào)頻符號(hào)的乘積的FFT的結(jié)果，接收機(jī)立即獲知在兩個(gè)時(shí)鐘系統(tǒng)之間存在何種偏置。因此，無(wú)需非常長(zhǎng)的采集處理，在所述采集處理期間，必須連續(xù)嘗試頻率和相移的全部可行的組合，從而試圖以DSSS技術(shù)在完整的擴(kuò)頻序列上獲得相關(guān)性?？傊?，如前所述， 當(dāng)需要使用結(jié)合長(zhǎng)擴(kuò)頻序列的低成本的時(shí)鐘系統(tǒng)時(shí)，將是很難完成的任務(wù)。圖6以示例進(jìn)一步討論并且說明了對(duì)符號(hào)間的相位連續(xù)性的要求。圖示610示出了滿足符號(hào)間的要求的情況。該圖示與圖示520類似，即具有10倍的過度采樣以便于顯示。該圖示示出了兩個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)的實(shí)部、本地線性調(diào)頻符號(hào)612、 接收到的線性調(diào)頻符號(hào)614及其乘積616。右側(cè)的圖示620相應(yīng)于以實(shí)際的1倍采樣頻率獲得的結(jié)果，即在本示例中以IMHz采樣。繪出了所述乘積的實(shí)部622和虛部624。圖示630示出了未滿足符號(hào)間的要求的情況。在本示例中，在Fl和FO之間的轉(zhuǎn)換處存在半個(gè)周期(η)的偏移632。右側(cè)的圖示640相應(yīng)于以實(shí)際的1倍采樣頻率獲得的結(jié)果。如上所述，繪出了乘積的實(shí)部642和虛部644。如以下的圖示650所示，這對(duì)FFT的結(jié)果具有顯著的影響。如果未符合相位連續(xù)性的要求，則在一般情況下，能量在如6M所示的全部頻率段上擴(kuò)展。實(shí)際上，在用于說明本發(fā)明的這個(gè)特定的示例中，因?yàn)榍『么嬖谵D(zhuǎn)換處的半個(gè)周期的相移，所以在一個(gè)頻率段中發(fā)生了相消，由此觀察到凹口 656?？傊?，F(xiàn)FT的結(jié)果不能被利用。相反，在具有符號(hào)間的相位連續(xù)性的情況下，結(jié)果是所期望的，即積聚在表示頻率和/或定時(shí)偏置的單個(gè)頻率段652 中，所述頻率和定時(shí)偏置因獨(dú)立的時(shí)鐘系統(tǒng)之間的頻率偏置和用于生成線性調(diào)頻符號(hào)的定時(shí)偏置而存在。圖7簡(jiǎn)單地回顧了使得線性調(diào)頻符號(hào)能夠被調(diào)制以承載用戶信息的一些示例性技術(shù)。如上所述，本發(fā)明的方案未假設(shè)調(diào)制線性調(diào)頻符號(hào)和運(yùn)送數(shù)據(jù)信息到遠(yuǎn)程位置的任何特定的方法。如果通過每個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)僅發(fā)送1比特的信息，則一種直接的方法包括使用上線性調(diào)頻符號(hào)和下線性調(diào)頻符號(hào)，使得二進(jìn)制1例如由上線性調(diào)頻符號(hào)承載，而0由下線性調(diào)頻符號(hào)710承載。此處值得注意的是，實(shí)施方式的約束可以導(dǎo)致在符號(hào)間的邊界處引入死區(qū)時(shí)間 712(在所述死區(qū)時(shí)間期間，發(fā)射機(jī)關(guān)閉)，使得線性調(diào)頻符號(hào)的兩個(gè)極端頻率(F0和Fl)之間的受控的轉(zhuǎn)換可以在發(fā)射機(jī)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，并且在接收機(jī)中解碼。之后，相位連續(xù)性的要求必須被解釋為如若所述符號(hào)已正常地繼續(xù)，即不具有死區(qū)時(shí)間。在多路徑傳輸環(huán)境中可以要求另一種方法。為了避免由于回波引起的符號(hào)間干擾 (ISI)，可能需要在符號(hào)間引入顯著的死區(qū)時(shí)間714。在此情況下，為了簡(jiǎn)化接收機(jī)，虛擬相位可能需要被歸屬于所述死區(qū)時(shí)間，在所述死區(qū)時(shí)間期間，發(fā)射機(jī)保持靜止。因此，為了遵守符號(hào)間的相位連續(xù)性的要求，符號(hào)必須全部以這種被定義的虛擬相位開始。這樣做的方式還可以避免解碼誤差在連續(xù)的符號(hào)中積聚。用于調(diào)制線性調(diào)頻符號(hào)的另一種已知的技術(shù)包括轉(zhuǎn)動(dòng)所述符號(hào)的頻率。可以通過這種方法定義多于兩個(gè)的狀態(tài)。例如，如果定義了 4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)722，則在每個(gè)符號(hào)中可以承載 2比特的信息，使得數(shù)據(jù)速率是符號(hào)速率或波特率的兩倍。如上相似，可以在每個(gè)符號(hào)轉(zhuǎn)換和每個(gè)可能的轉(zhuǎn)動(dòng)邊界處引入死區(qū)時(shí)間。同樣，線性調(diào)頻符號(hào)的相位可以被調(diào)制，以嵌入要被運(yùn)輸?shù)男畔ⅰ＿@樣做的一種非常簡(jiǎn)單的方式包括生成符合的線性調(diào)頻符號(hào)，之后在傳輸之前在所述線性調(diào)頻符號(hào)上施加例如0度、90度、180度或270度的復(fù)雜轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況下，雖然多種被調(diào)制的符號(hào)不再展示出相位連續(xù)性的性質(zhì)，但重要的是注意到，被傳輸?shù)南⒌挠行лd荷部分可能對(duì)此沒有要求。實(shí)際上，僅消息前導(dǎo)的未被調(diào)制(原始)的符號(hào)要求所述相位連續(xù)性(如圖10所示)，從而允許定時(shí)和頻率偏置信息的采集。一旦接收機(jī)與發(fā)射機(jī)(在定時(shí)和頻率上)對(duì)準(zhǔn)， 則不再需要相位連續(xù)性，因?yàn)楸镜厣傻木€性調(diào)頻符號(hào)在時(shí)間上與被傳輸?shù)木€性調(diào)頻符號(hào)對(duì)準(zhǔn)，由此可以使用FFT頻率段的相位信息來編碼信息。
圖8描述了根據(jù)本發(fā)明的基帶調(diào)制器的示例性實(shí)施方式。本發(fā)明不要求如圖1中的150所示的根據(jù)本發(fā)明的調(diào)制器的任何特定的實(shí)施方式。說明了能夠以分立的標(biāo)準(zhǔn)電子組件或以任意形式的集成電路和/或可編程電路嵌入而簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)的示例性實(shí)施方式。多種可替換的實(shí)施方式是可行的。特別地，所述可替換的實(shí)施方式可以使用快速傅立葉逆變換(IFFT)，以將信號(hào)從頻域轉(zhuǎn)換到時(shí)域，而用于生成線性調(diào)頻符號(hào)。在本實(shí)施方式中，調(diào)制器包括一起構(gòu)成一種裝置的查表或LUT810以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器或DAC 820，所述裝置用于精確控制800任何線性調(diào)頻符號(hào)的瞬時(shí)頻率和相位。DAC必須是雙路DAC，該雙路DAC能夠生成基帶模擬信號(hào)的同相位(1)821分量和正交相位0 822分量，所述基帶模擬信號(hào)由如圖1所述的RF收發(fā)機(jī)的發(fā)射機(jī)分支上變頻。I和Q模擬分量通過雙路DAC自存儲(chǔ)在LUT中的一系列相應(yīng)的兩個(gè)二進(jìn)制字812轉(zhuǎn)換。因此，需要被傳輸?shù)拿糠N類型的符號(hào)被預(yù)計(jì)算并且存儲(chǔ)在通常由ROS (只讀存儲(chǔ)器)或EPR0M(電可編程只讀存儲(chǔ)器)實(shí)現(xiàn)的LUT中。在一般情況下，需要預(yù)定義和存儲(chǔ)至少三種符號(hào)。這包括未被調(diào)制的原始符號(hào)，其將主要由任意消息的前導(dǎo)中的接收機(jī)使用，以快速同步。這在圖10中進(jìn)一步討論。之后， 要求最小的二進(jìn)制二級(jí)編碼。因此，“0”符號(hào)和“1”符號(hào)同樣必須被存儲(chǔ)，但是它們中的一個(gè)還可以使用原始符號(hào)，由此降低對(duì)僅兩個(gè)符號(hào)的要求(原始符號(hào)還表示例如“0”調(diào)制的符號(hào)加上“1”調(diào)制的符號(hào))。如果線性調(diào)頻符號(hào)的編碼被設(shè)計(jì)為承載多于每個(gè)符號(hào)2比特 (即2η比特)，則可能需要預(yù)定義和存儲(chǔ)4個(gè)、8個(gè)以及更多個(gè)符號(hào)。必須被存儲(chǔ)以定義單個(gè)符號(hào)的二進(jìn)制字的數(shù)量取決于所選擇的擴(kuò)頻因子。為了符合本發(fā)明的目的，在被傳輸?shù)幕鶐盘?hào)的每個(gè)I和Q分量將要求至少1000個(gè)詞，以精確定義瞬時(shí)頻率和相應(yīng)的線性調(diào)頻符號(hào)的相位的情況下，必須使用1000倍的擴(kuò)頻因子。每個(gè)被存儲(chǔ)的詞的寬度(比特?cái)?shù))取決于模擬信號(hào)需要被定義的準(zhǔn)確度。例如，如果定義了 +128/-127的模擬電平的范圍，則將存儲(chǔ)8比特詞，用于定義I和Q分量。通常，LUT和DAC處于微控制器830的控制下。將被傳輸?shù)谋忍亓?40是例如被連續(xù)接收的。將被傳輸?shù)拿總€(gè)η比特組用于直接尋址或間接尋址(即通過控制器)存儲(chǔ)在 LUT中的特定的符號(hào)。例如，如果線性調(diào)頻符號(hào)的編碼由4個(gè)電平定義，則在時(shí)刻842需要處理兩個(gè)比特，從而在4個(gè)被存儲(chǔ)的符號(hào)中選擇。LUT —般還將包括額外的控制比特，以幫助微控制器執(zhí)行編碼被傳輸?shù)谋忍亓鞯娜蝿?wù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，在不背離本發(fā)明的精神的情況下，所有類型的修改均可以被引入調(diào)制器的上述簡(jiǎn)要說明中。簡(jiǎn)化或者相反的更高水平的復(fù)雜不得不由調(diào)制器的設(shè)計(jì)者考慮。這極大地取決于所考慮的應(yīng)用以及被保留以承載用戶信息的線性調(diào)頻符號(hào)調(diào)制技術(shù)的選擇。例如，如果圖7中所述的第一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)制方案在710中保留，則實(shí)際上僅需要存儲(chǔ)兩種符號(hào)未被調(diào)制的上線性調(diào)頻符號(hào)和未被調(diào)制的下線性調(diào)頻符號(hào)。其中的任何一個(gè)符號(hào)還可以如圖9中所討論地用于同步接收機(jī)。圖9討論了解調(diào)器的示例性實(shí)施方式。對(duì)于所述調(diào)制器，本發(fā)明不要求解調(diào)器的特定的實(shí)施方式。特別地，F(xiàn)FT函數(shù)940 可以使用以軟件、固件、硬件或其組合開發(fā)的多種技術(shù)中的任何技術(shù)，自FFT被用于數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域以來，設(shè)計(jì)了所述技術(shù)。如圖fe、5b、5c所述，接收到的信號(hào)被假設(shè)為通過RF收發(fā)機(jī)的接收機(jī)分支下變頻為具有同相位921和正交相位922分量的模擬基帶信號(hào)?；鶐盘?hào)的兩個(gè)分量之后被采樣并且通過例如模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC 925以一定的速率轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，所述速率優(yōu)選為相應(yīng)于由發(fā)射機(jī)使用的用于在線性調(diào)頻信號(hào)上擴(kuò)展信息的因子。在用于說明前述附圖中的本發(fā)明的示例中，考慮了 64個(gè)樣本。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明期望的接收機(jī)靈敏度的增益，而需要使用更大的擴(kuò)頻因子(通常為1000倍的擴(kuò)頻因子)，由此增大了樣本數(shù)。采樣信號(hào)925自本地時(shí)鐘系統(tǒng)獲得。之后，被采樣的基帶信號(hào)在數(shù)字域中被乘以930本地生成的共軛的線性調(diào)頻信號(hào)，即頻率從Fl線性變化到FO的線性調(diào)頻信號(hào)。用于生成共軛的線性調(diào)頻信號(hào)的裝置可以與用于調(diào)制器的裝置相同，即共軛的線性調(diào)頻信號(hào)可以被數(shù)值地存儲(chǔ)在用作數(shù)字乘法器930的輸入的LUT910中。由接收到的基帶信號(hào)的ADC 920生成的離散的樣本的數(shù)量與存儲(chǔ)在LUT中的詞的數(shù)量相等。基于應(yīng)用和由所述系統(tǒng)要求的性能，調(diào)制器和解調(diào)器的LUT可以共享具有適當(dāng)?shù)亩嗦窂?fù)用功能(未示出)的相同的硬件，因?yàn)樵谌魏吻闆r下，這種收發(fā)機(jī)一般不被設(shè)計(jì)為同時(shí)發(fā)射和接收。對(duì)于調(diào)制器，整個(gè)解調(diào)器功能優(yōu)選為處于微控制器的控制下。一般地，還在調(diào)制器和解調(diào)器之間共享集中控制功能830。之后，基于每個(gè)樣本，將本地生成的線性調(diào)頻信號(hào)與接收到的線性調(diào)頻信號(hào)的乘積應(yīng)用于離散FFT (DFFT)，以便如圖fe、5b、5c所討論地在頻域中變頻。因此，F(xiàn)FT的輸出頻率段的數(shù)量與乘積的樣本的數(shù)量相等。如果由本發(fā)明的方法生成的接收到的線性調(diào)頻信號(hào)確實(shí)存在于接收信號(hào)中，則在FFT的單個(gè)頻率頻率段中將出現(xiàn)能量峰值。相應(yīng)的頻率段表示存在于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)系統(tǒng)之間的頻率和/或定時(shí)偏置?；谄玫男畔?92可以任意地用于調(diào)節(jié)包括PLL和VC0/NC0990的本地時(shí)鐘系統(tǒng)的頻率，使得其最終與用于后續(xù)接收到的線性調(diào)頻信號(hào)的發(fā)射機(jī)的頻率對(duì)準(zhǔn)。在此情況下，激活的頻率段將移動(dòng)至中心頻率段。然而，這可能并非必要的。已收集了線性調(diào)頻信號(hào)乘積的能量的偏置頻率段可以恰好被選擇942并且直接用于全部后續(xù)接收到的線性調(diào)頻信號(hào)。如果不能在接收到的線性調(diào)頻信號(hào)的幀的整個(gè)持續(xù)時(shí)間上保證本地和/或時(shí)鐘系統(tǒng)的足夠的穩(wěn)定性，則可能需要在接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)激活的頻率段的跟蹤系統(tǒng)。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)調(diào)制的線性調(diào)頻信號(hào)時(shí)，被選擇的頻率段內(nèi)容被進(jìn)一步分析(振幅和相位)，以提取編碼信息。解碼器950的結(jié)構(gòu)高度依賴于數(shù)據(jù)信息在線性調(diào)頻信號(hào)中的編碼方式。圖7中建議了一些方法。無(wú)論使用了何種方法，解碼器均設(shè)法提取接收到的數(shù)據(jù)信息，使得該數(shù)據(jù)信息可以被傳送到處理系統(tǒng)。同樣，應(yīng)該注意到，圖8和9中的調(diào)制器和解調(diào)器的示例性實(shí)施方式假設(shè)通過兩個(gè)模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)了與RF收發(fā)機(jī)的接合，每個(gè)模擬信號(hào)具有同相位(I)和正交相位(Q)分量。 基于所考慮的應(yīng)用和具體實(shí)施方式
，這種接合也能夠以數(shù)字形式實(shí)現(xiàn)，在此情況下，由于將以相應(yīng)于使用的擴(kuò)頻因子的速率以數(shù)字形式傳送或接收I和Q，因此DAC 820和ADC 920將不再是必要的。圖10以示例簡(jiǎn)單地討論并且說明了運(yùn)送并且接收線性調(diào)頻符號(hào)的幀。在本發(fā)明的情況下，為了將用戶數(shù)據(jù)信息運(yùn)送到遠(yuǎn)程位置，數(shù)據(jù)幀必須包括前導(dǎo)， 該前導(dǎo)優(yōu)選為包括一些未被調(diào)制的原始線性調(diào)頻信號(hào)。前導(dǎo)將由監(jiān)聽接收機(jī)使用，以快速同步并且捕捉由遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)發(fā)送的消息。如上所述，這可以僅包括選擇其中出現(xiàn)了能量峰值的輸出FFT頻率段。在本發(fā)明的典型的應(yīng)用中，遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)可以僅被保持上電足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以傳輸用戶信息，并且可能的話，自接收部件接收確認(rèn)。這可通過傳輸和接收部件上的低復(fù)雜度的接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)。利用直接擴(kuò)頻技術(shù)，發(fā)射機(jī)將具有相同的復(fù)雜度。收發(fā)機(jī)的接收機(jī)部分在實(shí)踐中不可如前所述地實(shí)現(xiàn)。因此，如1010所示的數(shù)據(jù)幀包括作為前導(dǎo)1012的一些未被調(diào)制的線性調(diào)頻信號(hào)。 用戶信息被承載在隨后的線性調(diào)頻信號(hào)1014中。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選的模式中，所述前導(dǎo)包括未被調(diào)制的5個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)。之后，監(jiān)聽接收機(jī)分析在期望的RF發(fā)射頻率上接收的信號(hào)。這在4個(gè)連續(xù)的符號(hào)持續(xù)時(shí)間的滑動(dòng)窗上完成，使得所述前導(dǎo)可以被整體地包含在如圖所示的窗中。在每次試圖檢索前導(dǎo) 1018時(shí)，窗偏移一個(gè)符號(hào)的持續(xù)時(shí)間(即接收到的信號(hào)的N個(gè)樣本，其中N是所使用的擴(kuò)頻因子)。為了便于作為快速建立通信鏈路的關(guān)鍵點(diǎn)的前導(dǎo)的檢測(cè)，增加4個(gè)連續(xù)FFT的結(jié)果并對(duì)其求均值，因此可以期望接收機(jī)檢測(cè)電平的額外的6dB的增益。為了真正實(shí)現(xiàn)該增益，必須在考慮信號(hào)的振幅和相位的情況下，在復(fù)數(shù)域中執(zhí)行FFT結(jié)果的增加。因此，如前面的說明書所述，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方案的收發(fā)機(jī)能夠允許發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的任意傳播延遲以及所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的時(shí)鐘系統(tǒng)之間的顯著的頻率和/或定時(shí)偏置?？梢匀菀椎亟蛹{帶寬的+/-10%的頻率偏移。在用于說明藍(lán)牙收發(fā)機(jī)的發(fā)明的示例中，可用的帶寬是IMHz，并且載波頻率處于2. 4GHz的ISM范圍內(nèi)。因此，帶寬的10%表示100kHz，即載波頻率的+/-40ppm。容易獲得支持本說明書的低成本的振蕩器。對(duì)于以上的頻率偏移，在損失接收機(jī)的靈敏度的情況下，預(yù)算了不大于IdB的補(bǔ)償。如果時(shí)鐘頻率偏移變得更大，則所述損失將增大，直至兩個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘偏移整個(gè)帶寬的值(IMHz)，在此情況下，由于接收機(jī)將不捕捉被發(fā)射的信號(hào)的任何信息，因此不可能進(jìn)行任何通信。同樣，在發(fā)射機(jī)已經(jīng)開始廣播信號(hào)之后，監(jiān)聽接收機(jī)的采集時(shí)間非常迅速，這與能夠以傳統(tǒng)的DSSS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的情況相反。本發(fā)明的方案依賴于FFT能夠被計(jì)算的速度。FFT 計(jì)算是在理論、研究和工業(yè)領(lǐng)域中獲得了極大關(guān)注的學(xué)科。出版了關(guān)于該學(xué)科的不計(jì)其數(shù)的出版物和實(shí)施報(bào)告。明確建立的是FFT系統(tǒng)的計(jì)算復(fù)雜度增大為0(N X(log(N)+l))，其中在此情況下N是擴(kuò)頻因子，同時(shí)還建立的是DSSS增大為0(N3)。這種巨大的差異說明了本發(fā)明獲得了采集時(shí)間的巨大改進(jìn)。因此，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)制器和解調(diào)器可以代替現(xiàn)有的低成本收發(fā)機(jī)系統(tǒng)(例如藍(lán)牙收發(fā)機(jī))中的相應(yīng)組件，從而在以相應(yīng)減小數(shù)據(jù)速率為代價(jià)的情況下顯著增大通信距離。因此，RF組件可以保持相同，避免了任何新的RF通信產(chǎn)品所要求的昂貴且長(zhǎng)時(shí)間的質(zhì)
量鑒定。本發(fā)明對(duì)用于基于藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品類似的現(xiàn)有產(chǎn)品的、遙感勘測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和監(jiān)視領(lǐng)域中的不計(jì)其數(shù)的新應(yīng)用敞開了大門。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，包括調(diào)制器(150)，該調(diào)制器用于生成線性調(diào)頻信號(hào)(310)，該線性調(diào)頻信號(hào)的目標(biāo)在于基于通信信道的指定的頻譜帶寬而擴(kuò)展信息信號(hào)的頻譜，所述線性調(diào)頻信號(hào)具有初始瞬時(shí)頻率(312)和不同的最終瞬時(shí)頻率(314)，所述調(diào)制器的特征在于其包括用于自同相位控制信號(hào)(821)和正交相位控制信號(hào)(822)控制(800)所述線性調(diào)頻信號(hào)的裝置，所述同相位控制信號(hào)和正交相位控制信號(hào)在復(fù)數(shù)平面內(nèi)的所述線性調(diào)頻信號(hào)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間上共同定義用于所述線性調(diào)頻信號(hào)的恒定振幅和瞬時(shí)相位；并且進(jìn)一步的特征在于所述調(diào)制器被配置為使得以所述瞬時(shí)相位通過所述同相位控制信號(hào)和所述正交相位控制信號(hào)在復(fù)數(shù)平面內(nèi)改變的速度而獲得瞬時(shí)頻率；所述瞬時(shí)頻率在所述初始瞬時(shí)頻率和所述最終瞬時(shí)頻率(414)之間線性地改變；所述線性調(diào)頻信號(hào)的初始瞬時(shí)相位和最終瞬時(shí)相位相等(422，424)。
2.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)被配置為使得通過在所述線性調(diào)頻信號(hào)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間上指定瞬時(shí)相位值0 )的曲線而定義原始線性調(diào)頻符號(hào)。
3.如前述權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)被配置為通過進(jìn)一步指定瞬時(shí)相位值G20)的多個(gè)曲線而使信息信號(hào)嵌入在所述線性調(diào)頻信號(hào)中，每個(gè)所述瞬時(shí)相位值定義被不同調(diào)制的線性調(diào)頻符號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)被配置為通過指定所述最終瞬時(shí)頻率 (314)分別高于或低于所述初始瞬時(shí)頻率(312)而定義上線性調(diào)頻符號(hào)和下線性調(diào)頻符號(hào)。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)被配置為定義至少兩種不同的線性調(diào)頻符號(hào)(710)。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)被配置為使得被發(fā)射的線性調(diào)頻符號(hào)的幀包括一個(gè)或更多個(gè)原始線性調(diào)頻符號(hào)的前導(dǎo)(1012)。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)被配置為使得通過死區(qū)時(shí)間分離線性調(diào)頻符號(hào)，在所述死區(qū)時(shí)間期間，發(fā)射機(jī)保持靜止(712)。
8.一種通信系統(tǒng)，包括解調(diào)器(180)，該解調(diào)器用于接收具有初始瞬時(shí)頻率(31 和不同的最終瞬時(shí)頻率(314)的線性調(diào)頻信號(hào)(310)，所述解調(diào)器的特征在于其包括用于在時(shí)域中對(duì)接收到的所述線性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行離散采樣(925)的裝置，從而獲得相應(yīng)于擴(kuò)頻因子的多個(gè)樣本，所述擴(kuò)頻因子用于生成所述線性調(diào)頻信號(hào)，所述解調(diào)器進(jìn)一步包括用于在整個(gè)線性調(diào)頻信號(hào)的持續(xù)時(shí)間上均勻分布樣本的裝置以及用于在復(fù)數(shù)平面內(nèi)自相關(guān)聯(lián)的同相位分量(921)和正交相位分量(92 來處理接收到的所述線性調(diào)頻信號(hào)的裝置；用于在本地生成共軛的線性調(diào)頻信號(hào)(910)并且交換所述初始瞬時(shí)頻率和所述最終瞬時(shí)頻率的值的裝置，所述裝置同時(shí)保持所述共軛的線性調(diào)頻信號(hào)的初始瞬時(shí)相位和最終瞬時(shí)相位相等；用于使接收到的所述線性調(diào)頻信號(hào)乘以(930)在本地生成的所述共軛的線性調(diào)頻信號(hào)以獲得乘積信號(hào)的裝置；用于執(zhí)行所述乘積信號(hào)的離散傅立葉變換(940)以使其變換到頻域中的裝置；用于選擇(94 其中出現(xiàn)了能量峰值的所述離散傅立葉變換的單個(gè)輸出頻率段的裝置；用于分析(950)所選擇的所述單個(gè)輸出頻率段的內(nèi)容以確定接收到了哪個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)的裝置，所述裝置進(jìn)一步解碼和傳送接收到一個(gè)或更多個(gè)比特的任意信息信號(hào)。
9.如前述權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)被配置為使得被選擇的所述單個(gè)輸出頻率段(94 的位置表示在發(fā)射和接收通信系統(tǒng)的時(shí)鐘系統(tǒng)之間存在何種頻率和/或定時(shí)偏置。
10.如前述權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)被配置為使得被選擇的所述單個(gè)輸出頻率段的位置用于基于發(fā)射時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)節(jié)(992)接收時(shí)鐘系統(tǒng)(990)。
11.如權(quán)利要求8-10中任意一個(gè)權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中所述解調(diào)器被配置為分析在滑動(dòng)窗(1016)上接收到的線性調(diào)頻信號(hào)，所述滑動(dòng)窗包含多個(gè)原始線性調(diào)頻符號(hào)， 并且其中所述窗在每個(gè)分析步驟中在整個(gè)線性調(diào)頻符號(hào)的持續(xù)時(shí)間(1018)上滑動(dòng)。
12.如前述權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)被配置為使得增加所述前導(dǎo)的兩個(gè)或更多個(gè)原始線性調(diào)頻符號(hào)，以提高所述解調(diào)器的檢測(cè)電平。
13.如前述任一權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)適于驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有的通信系統(tǒng)的無(wú)線電部件，以便增大所述系統(tǒng)允許的通信距離。
14.如前述權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中所述現(xiàn)有的通信系統(tǒng)是藍(lán)牙設(shè)備。
15.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的調(diào)制器(150)和根據(jù)權(quán)利要求 8-14中任一權(quán)利要求所述的解調(diào)器(180)的通信系統(tǒng)。
全文摘要
本申請(qǐng)說明了一種通信系統(tǒng)，包括用于生成線性調(diào)頻信號(hào)的調(diào)制器，該線性調(diào)頻信號(hào)的目標(biāo)在于基于通信信道的指定的頻譜帶寬而擴(kuò)展信息信號(hào)的頻譜。所述線性調(diào)頻信號(hào)具有初始瞬時(shí)頻率和最終瞬時(shí)頻率。所述系統(tǒng)的特征在于調(diào)制器被配置為使得自在復(fù)數(shù)平面內(nèi)具有恒定振幅和瞬時(shí)相位的同相位控制信號(hào)和正交相位來控制信號(hào)控制線性調(diào)頻信號(hào)。所述調(diào)制器適于以瞬時(shí)相位通過同相位和正交相位控制信號(hào)在復(fù)數(shù)平面內(nèi)改變的速度來定義所述瞬時(shí)頻率；瞬時(shí)頻率在線性調(diào)頻信號(hào)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間上在初始瞬時(shí)頻率和最終瞬時(shí)頻率之間線性改變；所述線性調(diào)頻信號(hào)的初始和最終瞬時(shí)相位相等。通信系統(tǒng)還說明了適合的解調(diào)器，即便在發(fā)射和接收時(shí)鐘系統(tǒng)之間出現(xiàn)顯著的頻率和/或定時(shí)偏置時(shí)，所述解調(diào)器仍能夠工作。
文檔編號(hào)H04B1/69GK102474297SQ201080029813
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者F·斯福爾佐 申請(qǐng)人:納米實(shí)驗(yàn)室