去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机及方法技术

本发明专利技术公开一种去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机及方法，本地TH-PPM信号产生器产生0码和1码TH-PPM信号。去多址干扰器将检波接收到的信号与本地TH-PPM信号做与运算，去除接收信号中的多址干扰信息。相关检测器对去多址干扰器输出的信号与本地TH-PPM信号进行相关运算。起始同步器让本地TH-PPM信号产生器的PN码与接收到的信号的PN码同步，同步完成后输出一个同步锁定信号。失步检测模块根据相关器输出的信号判断本地TH-PPM信号产生器的PN码是否与接收到的信号的PN码同步。数据恢复模块在同步锁定信号为高电平时将接收到的数据解调输出。本发明专利技术能够消除多址干扰，提高接收信号的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机及方法
本专利技术涉及超宽带无线通信领域，具体涉及一种去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机及方法。
技术介绍
超宽带(UltraWideband,UWB)是一种新型的短距离无线通信技术。超宽带技术采用数百兆赫兹至数吉赫兹带宽的无线电波来传输数据。相比目前运用最广泛的短距离无线通信方案(如蓝牙通信技术)，超宽带通信技术不仅功耗很低，而且还能达到蓝牙通信技术数百倍的数据率。超宽带调制方式分为有载波调制和无载波调制，其中脉冲位置调制(PulsePositionModulation,PPM)是一种实现方案简单的无载波调制方式，其可以采用PN码与数据码联合控制脉冲位置的跳时脉冲位置调制(TH-PPM)方式实现多用户通信。由于超宽带技术存在与现有其它无线通信技术频带共用的问题，为了不干扰现有其它技术的正常通信，超宽带发射机发射的电磁波功率通常很低，很容易受到环境电磁波的干扰，同时在多用户环境下超宽带无线信号还会受到严重的多址干扰。多址干扰不同于环境电磁波干扰，其多个用户的信号在时域和频域上都是混叠的。多址干扰的存在不仅会限制TH-PPMUWB通信系统同时通信的用户数量，而且会严重影响接收机正常接收数据。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有超宽带接收机因受到多址干扰而影响数据接收的问题，提供去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机及方法。为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机，由本地TH-PPM信号产生器、2个去多址干扰器、2个相关检测器、起始同步器、失步检测模块和数据恢复模块组成。本地TH-PPM信号产生器的输入端接外部多用户选择信号，本地TH-PPM信号产生器的第一输出端连接第一去多址干扰器、第一相关检测器和起始同步器，本地TH-PPM信号产生器的第二输出端连接第二去多址干扰器、第二相关检测器和起始同步器。第一去多址干扰器和第二去多址干扰器的输入端接收外部TH-PPM输入信号；第一去多址干扰器的输出端连接第一相关检测器和起始同步器，第二去多址干扰器的输出端连接第二相关检测器和起始同步器。第一相关检测器的输出端连接失步检测模块的输入端和数据恢复模块；第二相关检测器的输出端连接失步检测模块的输入端和数据恢复模块。起始同步器的输入端连接失步检测模块；起始同步器的输出端连接本地TH-PPM信号产生器、失步检测模块和数据恢复模块；数据恢复模块的输出端输出解调信号。一种去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收方法，包括如下步骤：本地TH-PPM信号产生器为两个去多址干扰器和相关检测器及起始同步器产生第一TH-PPM信号和第二码TH-PPM信号；去多址干扰器将检波接收到的信号与本地TH-PPM信号产生器产生的本地TH-PPM信号做与运算，去除接收信号中的多址干扰信息，其输出接相关检测器；相关检测器对去多址干扰器输出的信号与本地TH-PPM信号进行相关运算，相关运算的输出结果接失步检测模块与数据恢复模块；起始同步器在系统上电或者接收到失步检测模块输出的失步脉冲信号后控制本地TH-PPM信号产生器的时钟相位，使本地TH-PPM信号产生器的PN码与接收到的信号的PN码同步，同步完成后输出一个同步锁定信号到失步检测模块和数据恢复模块，同时起始同步电路还产生第一锁定信号和第二信号到本地TH-PPM信号产生器；失步检测模块根据相关检测器输出的信号判断本地TH-PPM信号产生器的PN码是否与接收到的信号的PN码同步，如不同步则输出一个失步脉冲到起始同步模块使其重新同步；数据恢复模块在同步锁定信号为高电平时将接收到的数据解调输出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、具有一个电路简单可靠的多址干扰消除模块,能够消除多址干扰，提高接收信号的可靠性；2、具有一个起始同步模块，同步速度快且能减少漏同步；3、具有一个由反馈系数可变的m序列发生器组成的多用户PN码发生器，该多用户PN码发生器结构简单且可以通过增加m序列的级数的方式实现三个以上更多用户同时通信；4、具有失步检测模块可以减少系统的误同步；5、该数字接收机可以完全用数字电路实现，简单可靠。附图说明图1是本专利技术的系统框图。图2是本地TH-PPM信号产生器的原理框图。图3是本地TH-PPM信号产生器的多用户PN码产生器原理框图。图4是去多址干扰器的电路原理图。图5是相关检测器的原理框图。图6是起始同步器的原理框图。图7是失步检测模块的原理框图。图8是数据恢复模块的原理框图。图9是本专利技术有多址干扰情况下的仿真波形图。图中，XOR201、XOR202、XOR203、XOR204、XOR205、XOR206是两输入异或门；AND201、AND202、AND203、AND204、AND205、AND206、AND207、AND208、AND209是两输入与门；DFF001、DFF002、DFF003、DFF004、DFF005是D触发器；NXOR201、NXOR202、NXOR203是两输入同或门；NOR201、NOR202、NOR203、NOR204是两输入或非门；OR201、OR202、OR203、OR204、OR205、OR206、OR207、OR208、OR209是两输入或门；OR301是三输入或门；INV001、INV002、INV003、INV004、INV005是反相器；CNT001、CNT002、CNT003、CNT004是计数器；NAND201、NAND202、NAND203、NAND204是两输入与非门；MUX201、MUX202是两输入数据选择器；AND301、AND302是三输入与门。具体实施方式一种去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机，主要由一个本地TH-PPM信号产生器、两个去多址干扰器、两个相关检测器、一个起始同步器、一个失步检测模块与一个数据恢复模块共八个模块组成。本地TH-PPM信号产生器的输入端接外部多用户选择信号，本地TH-PPM信号产生器的第一输出端连接第一去多址干扰器、第一相关检测器和起始同步器，本地TH-PPM信号产生器的第二输出端连接第二去多址干扰器、第二相关检测器和起始同步器。第一去多址干扰器和第二去多址干扰器的输入端接收外部TH-PPM输入信号；第一去多址干扰器的输出端连接第一相关检测器和起始同步器，第二去多址干扰器的输出端连接第二相关检测器和起始同步器；第一相关检测器的输出端连接失步检测模块的输入端和数据恢复模块；第二相关检测器的输出端连接失步检测模块的输入端和数据恢复模块。起始同步器的输入端连接失步检测模块；起始同步器的输出端连接本地TH-PPM信号产生器、失步检测模块和数据恢复模块；数据恢复模块的输出端输出解调信号。参见图1。上述本地TH-PPM信号产生器包括2个本地多用户PN码产生器、2个TH-PPM信号调制器和2个PN码同步选择电路。第一本地多用户PN码产生器的输入端接起始同步器的第一PN时钟输入信号和外部多用户选择信号；第一本地多用户PN码产生器的输出端接第一PN码同步选择电路和第二PN码同步选择电路的第一输入端；第一PN码同步选择电路的控制端接起始同步器的第一和第二锁定信号。第二本地多用户PN码产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机，其特征在于：由本地TH‑PPM信号产生器、2个去多址干扰器、2个相关检测器、起始同步器、失步检测模块和数据恢复模块组成；本地TH‑PPM信号产生器的输入端接外部多用户选择信号，本地TH‑PPM信号产生器的第一输出端连接第一去多址干扰器、第一相关检测器和起始同步器，本地TH‑PPM信号产生器的第二输出端连接第二去多址干扰器、第二相关检测器和起始同步器；第一去多址干扰器和第二去多址干扰器的输入端接收外部TH‑PPM输入信号；第一去多址干扰器的输出端连接第一相关检测器和起始同步器，第二去多址干扰器的输出端连接第二相关检测器和起始同步器；第一相关检测器的输出端连接失步检测模块的输入端和数据恢复模块；第二相关检测器的输出端连接失步检测模块的输入端和数据恢复模块；起始同步器的输入端连接失步检测模块；起始同步器的输出端连接本地TH‑PPM信号产生器、失步检测模块和数据恢复模块；数据恢复模块的输出端输出解调信号。

【技术特征摘要】
1.去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机，其特征在于：由本地TH-PPM信号产生器、2个去多址干扰器、2个相关检测器、起始同步器、失步检测模块和数据恢复模块组成；本地TH-PPM信号产生器的输入端接外部多用户选择信号，本地TH-PPM信号产生器的第一输出端连接第一去多址干扰器、第一相关检测器和起始同步器，本地TH-PPM信号产生器的第二输出端连接第二去多址干扰器、第二相关检测器和起始同步器；第一去多址干扰器和第二去多址干扰器的输入端接收外部TH-PPM输入信号；第一去多址干扰器的输出端连接第一相关检测器和起始同步器，第二去多址干扰器的输出端连接第二相关检测器和起始同步器；第一相关检测器的输出端连接失步检测模块的输入端和数据恢复模块；第二相关检测器的输出端连接失步检测模块的输入端和数据恢复模块；起始同步器的输入端连接失步检测模块；起始同步器的输出端连接本地TH-PPM信号产生器、失步检测模块和数据恢复模块；数据恢复模块的输出端输出解调信号；本地TH-PPM信号产生器为两个去多址干扰器和相关检测器及起始同步器产生第一TH-PPM信号和第二TH-PPM信号；去多址干扰器将检波接收到的信号与本地TH-PPM信号产生器产生的本地TH-PPM信号做与运算，去除接收信号中的多址干扰信息，其输出接相关检测器；相关检测器对去多址干扰器输出的信号与本地TH-PPM信号进行相关运算，相关运算的输出结果接失步检测模块与数据恢复模块；起始同步器在系统上电或者接收到失步检测模块输出的失步脉冲信号后控制本地TH-PPM信号产生器的时钟相位，使本地TH-PPM信号产生器的PN码与接收到的信号的PN码同步，同步完成后输出一个同步锁定信号到失步检测模块和数据恢复模块，同时起始同步电路还产生第一锁定信号和第二信号到本地TH-PPM信号产生器；失步检测模块根据相关检测器输出的信号判断本地TH-PPM信号产生器的PN码是否与接收到的信号的PN码同步，如不同步则输出一个失步脉冲到起始同步模块使其重新同步；数据恢复模块在同步锁定信号为高电平时将接收到的数据解调输出。2.根据权利要求1所述的去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机，其特征在于：本地TH-PPM信号产生器包括2个本地多用户PN码产生器、2个TH-PPM信号调制器和2个PN码同步选择电路；第一本地多用户PN码产生器的输入端接起始同步器的第一PN时钟输入信号和外部多用户选择信号；第一本地多用户PN码产生器的输出端接第一PN码同步选择电路和第二PN码同步选择电路的第一输入端；第一PN码同步选择电路的控制端接起始同步器的第一和第二锁定信号；第二本地多用户PN码产生器的输入端接起始同步器的第二PN时钟输入信号和外部多用户选择信号；第二本地多用户PN码产生器的输出端接第一PN码同步选择电路和第二PN码同步选择电路的第二输入端；第二PN码同步选择电路的控制端接起始同步器的第一和第二锁定信号；第一TH-PPM信号调制器的输入端接低电平和第一PN码同步选择电路的输出端，第一TH-PPM信号调制器的输出端输出第一TH-PPM信号；第二TH-PPM信号调制器的输入端接高电平和第二PN码同步选择电路的输出端，第二TH-PPM信号调制器的输出端输出第二TH-PPM信号。3.根据权利要求2所述的去多址干扰的跳时脉冲位置调制超宽带数字接收机，其特征在于：每个PN码同步选择电路均包含反相器、或门、RS触发器和数据选择器；在第一PN码同步选择电路中，第一反相器的输入端和第一RS触发器的置数端接起始同步器输出的第二锁定信号；第一或门的2个输入端分别接第一反相器的输出端和起始同步器输出的第一锁定信号；第一或门的输出端接第一RS触发器的清零端；第一RS触发器的输出端与第一数据选择器的控制端相连；第一数据选择器的第一输入端接第一本地多用户PN码产生器，第一数据选择器的第二输入端接第二本地多用户PN码产生器；第一数据选择器的输出端与第一TH-PPM信号调制器的输入端相连；在第二PN码同步选择电路中，第二反相器的输入端和第二RS触发器的清零端接起始同步器输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：段吉海，张秀峰，于政池，郝强宇，徐卫林，韦保林，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45