用于减少在宽带通信系统中传送的信号的离散功率谱密度分量的方法和装置制造方法及图纸

公开了用于减少宽带信号中的离散功率谱密度（ＰＳＤ）分量的方法与装置，该宽带信号用于发送数据块。通过获取伪随机数据的Ｎ个符号减少离散分量，每个符号有Ｋ个比特；从每个所获取的符号中选择一个比特以产生Ｎ个选择比特；响应于选择比特有选择地反转数据块之一中的对应元素；获取伪随机数据的一个或多个比特，以替换所获取的伪随机数据中的Ｎ个符号中相应的一个或多个对应比特；对连续的数据块重复操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及宽带通信系统，特别涉及用于减少在诸如超宽带(UWB)通信系统这样的宽带通信系统中传送的信号的离散功率谱密度分量的方法和装置。
技术介绍
超宽带(UWB)技术使用持续时间非常短的基带脉冲，从接近零到几GHz非常稀疏地扩展传送信号的能量。UWB技术目前在军事应用中使用，产生UWB信号的技术是公知的。由于最近美国联邦通信委员会(FCC)宣布的决定允许买卖和运作结合UWB技术的消费者产品，所以商业应用不久将成为可能。FCC决定允许商业应用的关键的动机是UWB传送不需要新的通信频谱，因为，当适当配置时，UWB信号可以与其它应用信号共存于相同的频谱中，而相互干扰几乎可以忽略。FCC已经指定UWB应用的发射限制，以防止干扰其它的通信系统。可以通过检查UWB信号的功率谱密度(PSD)确定它的发射概况。在Moe等人所著题为“关于存在稳定的定时抖动时由M-ary循环平稳序列产生的数字脉冲流的功率谱密度”(“On the Power SpectralDensity of Digital Pulse Streams Generated by M-ary CyclostationarySequences in the Presence of Stationary Timing Jitter”)的论文中公开了使用随机方法的“时间跳跃扩展频谱”信号传输方案在存在随机定时抖动时的PSD的特征。参见IEEE Tran.On Comm.，Vol.46，no.9，pp.1135-1145，Sept.1998。根据本文，UWB信号的功率谱包含连续和离散分量。甚至当连续分量充分低于FCC发射限制时，离散分量产生的PSD的峰值可以超过FCC发射限制。不断提出的要求是增加通信系统的通信距离。一种增加通信距离的方法是增加发送功率。为了增加发送功率并且仍然符合FCC关于UWB信号的发射限制，期望减少离散分量，使得增加整体功率的同时仍然符合FCC关于UWB信号的发射限制。在传统的通信系统中，通常利用加扰器减少离散分量(即，数据白化(data whitening))。然而，例如，由于其大约100Mbps至500Mbps的高脉冲重复频率(PRF)，以及时分多址(TDMA)帧结构，导致这些加扰器不足以减少UWB通信系统中的离散PSD分量。因此，需要用于减少UWB信号的离散PSD分量的改进的方法和装置。本专利技术满足这个需求。
技术实现思路
本专利技术具体化为用于减少宽带信号中的离散功率谱密度(PSD)分量的方法和装置，该宽带信号用于传送数据块。通过获取伪随机数据的N个符号减少离散分量，每个符号有K个比特；从每个所获取的符号中选择1个比特以产生N个选择比特；响应于选择比特有选择地反转在数据块之一中的对应元素；获取伪随机数据的一个或多个比特，来替换所获取的伪随机数据的N个符号中相应的一个或多个对应比特；对连续的数据块重复操作。另外，本专利技术具体化为用于接收这些被有选择地反转的宽带信号的方法和装置以及伪随机数发生器。附图说明根据以下结合附图的详细说明，可以最好地理解本专利技术，其中相同的组件有相同的参考标号。附图中包括以下各图图1是根据本专利技术的示例性通信系统的框图；图1A是在图1的示例性通信系统中使用的可替换的发送装置的框图；图2是在图1的示例性通信系统中使用的示例性伪随机数发生器的框图；图2A、2B和2C是说明在图2的伪随机数发生器中进行比特处理的框图；图3是在图1的通信系统中使用的示例性同步装置的框图；图4是根据本专利技术的示例性发送步骤的流程图；图5是根据本专利技术的示例性接收步骤的流程图；图6是利用根据本专利技术的初始化方案的伪随机数发生器的示例性实施例的框图；图7是利用根据本专利技术的可替换的初始化方案的伪随机数发生器的示例性实施例的框图；图8是利用根据本专利技术另一个可替换的初始化方案的伪随机数发生器的示例性实施例的框图；图9是说明图1中的伪随机数发生器和反相器的比特流的框图，其中，根据本专利技术的一个方面，基于一个选择比特反转对应比特；图10是说明图1中的伪随机数发生器和反相器的比特流的框图，其中，根据本专利技术的另一个方面，基于一个选择比特反转一个符号中的每一个比特；图11是说明根据本专利技术另一个方面，从伪随机数发生器的每个符号进行随机比特选择的框图。具体实施例方式图1是根据本专利技术的示例性宽带通信系统100的概念表示。所说明的通信系统100中的一个或多个方框的功能可以通过相同的硬件部件或者软件模块执行。应该理解，本专利技术的实施例可以在硬件、软件或者硬软件结合的方式下实现。在这种实施例中，如下所述的各个部分和步骤可以在硬件和/或软件中实现。通常认为，用于发送源数据的发送装置102在发送之前对源数据进行反转，并可选地对其进行加扰，以减少所发送源数据中的离散功率谱密度(PSD)分量。发送装置102使用改进的反转技术，该技术利用相对短的伪随机序列提供改进的源数据随机化，从而减少离散PSD分量并便于同步。接收装置104接收所发送的源数据，并对上述反转以及可选的加扰进行反转，以恢复原始的源数据。源数据包括由元素组成的数据块。这里使用的术语元素可用于表示块内的数据帧，帧内的数据符号和/或数据符号内的比特。每个数据符号包括一个或多个比特。现在详细描述发送装置102和接收装置104中的组件。在一个示例性实施例中，将源数据施加到被配置为对源数据进行加扰的可选加扰器106中。加扰器106根据预定的加扰操作对源数据块内的元素进行加扰。加扰器106可以对所有的源数据进行加扰或者对一部分源数据进行加扰，例如，仅对源数据中包含重复数据的帧进行加扰，例如同步字。在可替换的示例性实施例中，不对源数据进行加扰，并且可以省略可选的加扰器106。在一个示例性实施例中，加扰器106使用加扰字对至少一部分源数据进行加扰。表1中示出了八个示例性加扰字(编号0-7)的列表。表1 可以使用例如XOR(异或)逻辑电路(未显示)将该示例性加扰字与部分源数据进行逻辑组合，来加扰源数据，在下文中对此进行更详细地描述。在可替换的示例性实施例中，采用诸如电气与电子工程师协会(IEEE)标准IEEE 802.15.3a的建议中描述的加扰器对源数据进行加扰。所建议的加扰器使用15-比特线性反馈移位寄存器(LFSR)产生用于加扰器的伪随机二进制序列(PRBS)。在每帧开始部分，用预定值(种子)加载LFSR，这里称为初始设置。定义了用两比特标识符(b1，b0)索引的四个种子，作为初始设置的选择，表2中说明了该初始设置。表2 可使用2比特标识符从种子集合中选择用于加扰的种子值。然后，例如使用XOR逻辑电路(未显示)将所选的种子与源数据进行逻辑组合，对源数据进行加扰。2比特标识符可以在数据包中与源数据一起发送，用于在接收机104中初始化解扰器132。如列表2描述的，种子值高度相关(即，每个种子值仅开头两比特是唯一的)，因此，产生的伪随机序列也高度相关，由于缺少足够的随机性而导致线状谱。专利技术者认识到，通过使用不相关的种子，可以获取抑制离散PSD分量的良好效果。表3描述了用于加扰器106的示例性种子集合。表3 在表3中有四个种子值，每个种子值包括28比特。种子值基本上不相关，因此，使用这些种子值产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减少宽带信号中的离散功率谱密度（ＰＳＤ）分量的方法，所述宽带信号用于发送多个数据块，每个所述数据块包括Ｎ个元素，该方法包括步骤：（ａ）获取伪随机数据的Ｎ个符号，每个符号有Ｋ个比特；（ｂ）从每个所获取的符号中选择一个比 特，以产生Ｎ个选择比特；（ｃ）响应于所述选择比特，有选择地反转所述数据块之一中的对应元素；（ｄ）获取伪随机数据的一个或多个比特，以替换所述获取的伪随机数据的Ｎ个符号中的相应的一个或多个对应比特；以及（ｅ）对所述数据块 中的连续块，重复步骤（ｂ）至（ｄ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫少敏，亚历山大G格尔曼，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]