一种基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络制造技术

一种基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络，在基于CDMA的无线网络中，发送端扩频后，经无线信道传输至接收端，进行解调及检波，以零相关区ZCZ序列作扩频地址码，实现抗多址干扰性能优越的准同步CDMA系统，准同步的延迟控制在1个比特位以内，采用2进制的频移键控为调制解调方式；零相关序列在零延时附近的零相关窗口之内具有理想的相关特性，这样的扩频序列能够将QS‑CDMA系统的多址干扰降至最低，甚至完全消除。本发明专利技术通信网络具有很强的鲁棒性和抗衰落能力，系统实现简单，成本比3G移动网络的CDMA技术低廉很多，利于实现。

【技术实现步骤摘要】
一种基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络
本专利技术属于通信
，设计了一直近距离无线网络的实现方法，为一种基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络。技术背景近年来，随着移动终端数据业务需求的飞速增长，信号的带宽不断增加，未来的无线网络将能提供更为泛在(Ubiquitous)的移动接入。目前在无线网络领域，现有的近距离无线通信技术Wi-FI，Zigbee，Bluetooth和UWB等在各种应用中发挥着重要的作用。大型小区或者大型商业设施的应急救灾通信网络、移动的机器人之间的高速率数据传输等需求的发展，要求无线网络的移动终端高度智能化，并且网络在任何复杂的环境下不仅具有稳定的不中断的信号传输能力，同时也能在多址接入、实时访问、频谱效率、传输速率、可靠性等方面有更突出的表现。因此，高速率大容量的数据业务的增长使得传输速率越来越高，信号所占用的带宽也越来越宽，多径效应引起的频率选择性衰落对宽带信号的影响愈专利技术显，从而产生严重的码间干扰。此外，多径效应在水晶振荡器的频率偏差以及终端快速移动环境下的多普勒频移等条件影响下使传输信号发生时间选择性衰落。采用码分多址CDMA的3G移动网络具有很好的抗干扰及抗衰落性能。如果能将CDMA技术应用于近距离通信，将能很好的满足上述通信的要求，所以把无线网络用3G技术进行改造成为当前的研究热点之一，然而其难点在于直接把3G技术应用在无线网络领域的成本过高。采用零相关(ZcZ)序列的CDMA网络具有实现简单，采用准同步的传输控制方式，使得网络成本大大降低。本专利技术将探讨将其应用于近距离无线通信网络的实现方法。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种低成本的基于频移键控的采用CDMA技术的采用正交检波技术的近距离无线网络，在多址接入、实时访问、频谱效率、传输速率、可靠性等方面有更突出的表现，同时该网络能够有效对抗多经衰落带来的影响。本专利技术的技术方案为：一种基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络，在基于CDMA的无线网络中，发送端的信号通过调制扩频后，经无线信道传输至接收端，进行解调及检波；寻找一组在零时延附近具有理想相关特性的序列作扩频地址码，实现抗多址干扰性能优越的准同步CDMA系统，即零相关区ZCZ序列，零相关区序列作为准同步CDMA通信系统的主要扩频序列，准同步的延迟控制在1个比特位以内，采用2进制的频移键控为调制解调方式；零相关序列在零延时附近的零相关窗口之内具有理想的相关特性，这样的扩频序列能够将QS-CDMA系统的多址干扰降至最低，甚至完全消除。作为优选方式，检波采用正交相干解调技术，即IQ检波。进一步的，零相关区序列具体如下：设A是一组长度为n的二进制序列：A＝{a1，a2，...，aM}序列ak和am在τ时间内的相关函数为，如果自/互相关函数满足以下条件：则A就可以定义为零相关序列，并可表示为A(N，M，Z)，零相关序列的长度M和用户数k取决于近距离无线网络的用户数，当网络用户数越多时对应的k和M取值越大。进一步的，接收端检波具体为：里用户k的接收机把接收到的信号r(t)进行I相和Q相的信号分离解调处理如公式(4)、(5)所示：这里φk＝2πfcτk+θk，以用户j作为样本信号进行考虑，此时接收机接收到信号经用户j做对应的序列进行解扩之后对应的I相和Q相信号分比为(6)和(7)所示，上式中Q为经过原扩频解扩的相关值，这里即为1时刻用户j所发送的数据，它为1或0，在此信号之前插入导频信号0，进行传输通过比较，导频信号的I相和Q相表示为：公式(8)和(9)分别带入到(6)和(7)中，用户j在1时刻的I相和Q相信号分别可表示为：由此可得公式(12)，通过数字化正交相干检波技术来对传送信号进行正确的解调：与现有技术相比，本专利技术的优点是：1.与现有的近距离无线通信方式相比，在多址接入、实时访问、频谱效率、传输速率、可靠性等方面有更突出的表现。通信网络具有很强的鲁棒性。2.采用ZCZ的CDMA通信网络，由于采用了准同步控制功能，不需要严格的时间同步，在延时控制区域1bit以内，具有良好的自相关性，并且互相关性为0。系统实现简单，成本比3G移动网络的CDMA技术低廉很多，可以具体到应用实现。3.采用频分复用技术和IQ检波技术，使得无线网络具有很强的抗衰落能力。附图说明图1为本专利技术无线通信网络的系统的结构示意图。图2为正交相干解调原理图。图3为通信环境图。图4为通信时序图。图5为实施例中采用长度为8的ZCZ序列，扩频长度为10的2FSK用序列的各个阶段的形式变换图。图6为多径衰落信道下系统的误码特性。具体实施方式本专利技术的一种基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络，具体实现如下：在准同步CDMA通信系统中，系统基站与各移动用户之间不需要非常严格的同步，因而实现简单。针对该系统的特性，对所采用扩频地址码组的要求是在同步误差范围内具有理想的相关特性。因此，只需寻找一组在零时延附近具有理想相关特性的序列作扩频地址码，就能实现一个抗多址干扰性能优越的准同步CDMA系统，零相关区(ZCZ)序列正适应了这一需要。所谓零相关区序列，即指在零时延附近存在一个特定长度的区域，在这个区域内序列具有理想的自相关特性和理想互相关特性。零相关序列作为准同步CDMA通信系统的主要扩频序列，扮演着重要的角色，直接影响系统性能的优劣。在本专利技术中，准同步的延迟控制在1个比特位以内，采用2进制的频移键控为调制解调方式。图1为基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络系统结构图。零相关序列在零延时附近的一定区域内(零相关窗口之内)具有理想的相关特性，这样的扩频序列能够将QS-CDMA系统的多址干扰降至最低，甚至完全消除。本专利技术所采用的检验形的正交相干解调技术(IQ检波)如图2所示。正交相干检波技术的优点就是使信号在不能被接收端正确恢复相位的时候，也能够正确的解调，节省硬件成本。图3和图4分别为通信环境和通信时序图。某一个基地局的信号能够到达的范围为一个网络，在这个范围内有若干个节点(A、B、C、D、E、F)。其中，基地局内设有同步信号发射器，每间隔一定的时间间隔该发射器就发送同步控制信号一次，在基地局覆盖的范围内所有的节点都能够收到这样的同步控制信号，各个节点在该同步信号控制下收发信息。在基地局信号控制范围内的距离较远的节点之间(如节点B和节点D)也能够互相收发信息。对于零相关区序列，具体如下：设A是一组长度为n的二进制序列，A＝{a1，a2，...，aM}序列ak和am在τ时间内的相关函数为，如果自/互相关函数满足以下条件：则A就可以定义为零相关序列，并可表示为A(N，M，Z)。零相关序列的长度M和用户数k取决于近距离无线网络的用户数，当网络用户数越多时对应的k和M取值越大。进一步的，对于接收端的检波，具体如下：里用户k的接收机把公式(3)接收到的信号r(t)进行I相和Q相的信号分离解调处理如公式(4)，(5)所示：需要说明的是这里φk＝2πfcτk+θk，不妨拿用户j作为样本信号进行考虑。此时接收机接收到信号经用户j做对应的序列进行解扩之后对应的I相和Q相信号分比为(6)和(7)所示，上式中Q为经过原扩频解扩的相关值，这里即为1时刻用户j所发送的数据，它为1或0，那么求出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络，其特征是在基于CDMA的无线网络中，发送端的信号通过调制扩频后，经无线信道传输至接收端，进行解调及检波；寻找一组在零时延附近具有理想相关特性的序列作扩频地址码，实现抗多址干扰性能优越的准同步CDMA系统，即零相关区ZCZ序列，零相关区序列作为准同步CDMA通信系统的主要扩频序列，准同步的延迟控制在1个比特位以内，采用2进制的频移键控为调制解调方式；零相关序列在零延时附近的零相关窗口之内具有理想的相关特性，这样的扩频序列能够将QS‑CDMA系统的多址干扰降至最低，甚至完全消除。

【技术特征摘要】
1.一种基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络，其特征是在基于CDMA的无线网络中，发送端的信号通过调制扩频后，经无线信道传输至接收端，进行解调及检波；寻找一组在零时延附近具有理想相关特性的序列作扩频地址码，实现抗多址干扰性能优越的准同步CDMA系统，即零相关区ZCZ序列，零相关区序列作为准同步CDMA通信系统的主要扩频序列，准同步的延迟控制在1个比特位以内，采用2进制的频移键控为调制解调方式；零相关序列在零延时附近的零相关窗口之内具有理想的相关特性，这样的扩频序列能够将QS-CDMA系统的多址干扰降至最低，甚至完全消除。2.根据权利要求1所述的一种基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络，其特征是检波采用正交相干解调技术，即IQ检波。3.根据权利要求1所述的一种基于频移键控的采用CDMA技术的近距离无线网络，其特征是零相关区序列具体如下：设A是一组长度为n的二进制序列：A＝{a1，a2，...，aM}序列ak和am在τ时间内的相关函数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金城，张雅恒，曹瑞，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32