宽带无线通信与测距定位一体化系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种宽带无线通信与测距定位一体化系统和方法，主要解决现有宽带无线通信与测距定位相结合的系统中带宽浪费、系统吞吐量低的问题。该系统包括发射系统和接收系统，其中发射系统用于产生通信信息和测距定位信息，并进行发端信息变换，将通信信息和扩频后的测距定位信息在同一带宽频段上叠加后，经射频天线发送；接收系统用于从射频天线接收信号，分两步并行处理，完成收端信息恢复，通过解调和译码恢复出通信信息，同时通过解扩频、解调和译码恢复出测距定位信息。本发明专利技术使通信信息与测距定位信息能在同一带宽中传输而不产生相互干扰，降低了系统开销，提高了网络频谱利用率和系统的吞吐量，可用于同时进行通信和测距定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，涉及宽带无线通信和测距定位，更进一步涉及一种将宽带无线通信信息和测距定位信息一体化传输的系统和方法，可用于同时进行无线通信和测距定位。
技术介绍
对通信系统中节点进行测距和定位，以及把收集到的测距定位信息、时间同步信息等测量数据和其他通信数据及时地传输，是众多领域急需解决的课题。如分布式卫星系统，通过对星群几何形状的改变来实现紧凑的编队控制和获得执行指定任务的能力，这种工作方式就要求实时地获得系统中各节点的空间相对位置的同时，又可以保证数据和管理等多种信息的准确传输。在移动通信系统中，随着智能终端的兴起，用户不再只满足于简单 的通信功能，而测距定位渐渐成为最吸引用户的功能之一。而当前独立于通信系统之外的导航定位系统，如超宽带UWB定位系统、Zigbee测距定位系统、卫星导航定位系统等，都需要一套独立的系统设备，并占用一个单独的带宽，才能在通信的同时完成测距定位功能。因此从军事和民用的需求来看，将通信与测距定位融合设计到同一个系统中，并使系统具有结构简单、造价低的特点，受到了人们越来越多的关注。目前将宽带无线通信与测距定位相结合的系统，一般为在原有的通信系统的基础上增设一个或少数几个低频的正弦信号作为测距定位信号，或者在通信信息帧结构中增设测距定位信息部分来进行测距定位。这样，在对信息进行传输时，测距定位信息要占据一定的带宽，在同等条件下，比独立通信系统的吞吐量低。
技术实现思路
本专利技术针对现有的技术存在的不足，提出一种，以满足网络中各节点对通信与测距定位不同功能的需求，节约网络带宽并提高系统容量。为实现上述目的，本专利技术提供的宽带无线通信与测距定位一体化发射系统包括通信信源(11)，用于产生通信信息，将各种通信消息转换为原始电信号，得到通信信息，并将通信信息传输到第一编码器(12)；第一编码器(12)，用于对通信信息进行编制转换，得到的编码后的通信信息传输到第一调制器(13)，该模块为可选模块，若不使用该模块时，则将通信信息传输到第一调制器(13)；第一调制器(13)，用于对接收到的信息进行处理，使其变为适合传输的形式，得到已调通信信号，并将已调通信信号传输给加法器(18);测距定位信息产生器(14)，用于产生测距定位信息，并将得到的测距定位信息传输给第二编码器(15);第二编码器(15)，用于对测距定位信息进行编码，并将得到的编码后的测距定位信息传输给第二调制器(16)，该模块为可选模块，若不使用该模块，则将测距定位信息传输给第二调制器(16);第二调制器(16)，用于对接收到的信息进行处理，使其变为适合传输的形式，得到已调测距定位信号传输给直接序列扩频模块(17);直接序列扩频模块(17)，用于对测距定位信号的频谱进行扩展，并将得到的扩频后的测距定位信号传输给加法器(18)；加法器(18)，用于将已调通信信号和扩频后的测距定位信号进行线性叠加，得到一体化信号，并将一体化信号传输给射频发送模块(19);射频发送模块(19)，用于将一体化信号进行变频处理，经馈线传输到发送天线 (10)；发送天线(10)，将接收到的电信号转换为电磁波能量辐射出去。所述的直接序列扩频模块(17)，包括第一本地伪码发生器(171)和第一乘法器(172)；第一本地伪码发生器(171)，用于发射系统产生对信号进行扩频的伪随机序列，本地伪码发生器(172)的输出端与乘法器(172)的输入端相连；第一乘法器(172)，用于将本地伪码发生器(171)产生的伪随机序列和待扩频的测距定位信号进行乘法运算，得到扩频后的测距定位信号。本专利技术提供的宽带无线通信与测距定位一体化接收系统包括接收天线(20)，将接收到的电磁波能量转换为电信号，经馈线传输给射频接收模块(21)；射频接收模块(21)，对接收到的电信号进行变频，恢复出一体化信号并同时传输给第一解调器(22)和扩频解调模块(25)；第一解调器(22)，用于对接收的一体化信号进行解调，得到解调后的通信信息，并将解调后的通信信息传输给第一译码器(23)；第一译码器(23)，用于对接收的解调后的通信信息进行译码，恢复出通信信息，并将通信信息传输给通信信宿，该模块与第一编码器(12)对应,若发射系统中未使用第一编码器(12)，则将解调后的通信信息传输给通信信宿(24)；通信信宿(24)，用于接收通信信息，并将复原的通信电信号还原为相应的通信消息；扩频解调模块(25)，用于对一体化信号进行扩频解调，从一体化信号中得到窄带测距定位信息，并将恢复出的窄带测距定位信息传输给第二解调器(26)；第二解调器(26)，用于对接收的窄带测距定位信号进行解调，得到解调后的测距定位信息，并将解调后的测距定位信息传输给第二译码器(27)；第二译码器(27)，用于对接收的编码测距定位信息进行译码，恢复出测距定位信息，并将测距定位信息传输到测距定位信息接收器(28)，该模块与第二编码器(15)对应，若发射系统中未使用第二编码器(15)，则将解调后的通信信息传输给测距定位信息接收器(28)；测距定位信息接收器(28)，用于接收测距定位信息。所述的扩频解调模块(25)，包括第二本地伪码发生器(251)、第二乘法器(252)和带通滤波器(253);第二本地伪码发生器(251)，用于接收系统产生对信号进行扩频解调的伪随机序列，该伪随机序列与发射系统中用于扩频的伪随机序列同步，本地伪码发生器(251)的输出端与第二乘法器(252)的一个输入端相连；第二乘法器(252)，用于将本地伪码发生器(251)产生的伪随机序列和待解调的一体化信号进行乘法运算，第二乘法器(252)的输出端与带通滤波器(253)的输入端相连；带通滤波器(253)，用于对接收到的信号进行窄带滤波，得到窄带测距定位信号。本专利技术还提供了一种宽带无线通信与测距定位一体化方法，包括以下步骤( I)通信信源产生待发送的通信信息，并由第一调制器对通信信息进行载波调制，得到已调通信信号；(2)测距定位信息产生器产生测距定位信息，并由第二调制器对测距定位信息进行载波调制，得到已调测距定位信号；(3)通过直接序列扩频模块产生伪随机序列，并由伪随机序列对上述已调测距定位信号进行直接序列扩频，得到扩频后的测距定位信号；(4)将已调通信信号和扩频后的测距定位信号进行线性叠加，得到通信与测距定位一体化信号，经发送天线将所述一体化信号发送给接收系统；(5)接收系统通过接收天线接收到来自发射系统的一体化信号；(6)第一解调器产生本地振荡信号，对接收到的一体化信号进行解调，恢复出通信信息；(7)扩频解调模块产生伪随机序列，对接收到的一体化信号进行解扩，并由第二解调器产生本地振荡信号，对解扩后得到的窄带信号进行解调，恢复出测距定位信息。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点第一，本专利技术通过扩频调制方式，将测距定位信息的频谱扩展到通信信息带宽频段内，测距定位信息融合入通信信息中，使测距定位信息与通信信息在同一频段带宽中传输而不产生互相干扰，克服了现有通信与测距定位相结合的系统中，通信信息与测距定位信息采用相互独立频段带宽传输导致的带宽浪费、系统吞吐量较低的缺点，从而降低了系统带宽开销，提高了频谱利用率和系统的吞吐量。第二，本专利技术通过对通信信息和测距定位信息在同一带宽上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带无线通信与测距定位一体化发射系统，包括：通信信源（11），用于产生通信信息，将各种通信消息转换为原始电信号，得到通信信息，并将通信信息传输到第一编码器（12）；第一编码器（12），用于对通信信息进行编制转换，得到的编码后的通信信息传输到第一调制器（13），该模块为可选模块，若不使用该模块时，则将通信信息传输到第一调制器（13）；第一调制器（13），用于对接收到的信息进行处理，使其变为适合传输的形式，得到已调通信信号，并将已调通信信号传输给加法器（18）；测距定位信息产生器（14），用于产生测距定位信息，并将得到的测距定位信息传输给第二编码器（15）；第二编码器（15），用于对测距定位信息进行编码，并将得到的编码后的测距定位信息传输给第二调制器（16），该模块为可选模块，若不使用该模块，则将测距定位信息传输给第二调制器（16）；第二调制器（16），用于对接收到的信息进行处理，使其变为适合传输的形式，得到已调测距定位信号传输给直接序列扩频模块（17）；直接序列扩频模块（17），用于对测距定位信号的频谱进行扩展，并将得到的扩频后的测距定位信号传输给加法器（18）；加法器（18），用于将已调通信信号和扩频后的测距定位信号进行线性叠加，得到一体化信号，并将一体化信号传输给射频发送模块（19）；射频发送模块（19），用于将一体化信号进行变频处理，经馈线传输到发送天线（10）；发送天线（10），将接收到的电信号转换为电磁波能量辐射出去。...

【技术特征摘要】
1.一种宽带无线通信与测距定位一体化发射系统，包括通信信源(11)，用于产生通信信息，将各种通信消息转换为原始电信号，得到通信信息，并将通信信息传输到第一编码器(12);第一编码器(12)，用于对通信信息进行编制转换，得到的编码后的通信信息传输到第一调制器(13)，该模块为可选模块，若不使用该模块时，则将通信信息传输到第一调制器(13)；第一调制器(13)，用于对接收到的信息进行处理，使其变为适合传输的形式，得到已调通信信号，并将已调通信信号传输给加法器(18)；测距定位信息产生器(14)，用于产生测距定位信息，并将得到的测距定位信息传输给第二编码器(15);第二编码器(15)，用于对测距定位信息进行编码，并将得到的编码后的测距定位信息传输给第二调制器(16)，该模块为可选模块，若不使用该模块，则将测距定位信息传输给第二调制器(16);第二调制器(16)，用于对接收到的信息进行处理，使其变为适合传输的形式，得到已调测距定位信号传输给直接序列扩频模块(17)；直接序列扩频模块(17)，用于对测距定位信号的频谱进行扩展，并将得到的扩频后的测距定位信号传输给加法器(18)；加法器(18)，用于将已调通信信号和扩频后的测距定位信号进行线性叠加，得到一体化信号，并将一体化信号传输给射频发送模块(19);射频发送模块(19)，用于将一体化信号进行变频处理，经馈线传输到发送天线(10);发送天线(10)，将接收到的电信号转换为电磁波能量辐射出去。2.根据权利要求I所述的宽带无线通信与测距定位一体化发射系统，其特征在于，所述的直接序列扩频模块(17)，包括第一本地伪码发生器(171)和第一乘法器(172);第一本地伪码发生器(171)，用于产生对信号进行扩频的伪随机序列，第一本地伪码发生器(171)的输出端与第一乘法器(172)的一个输入端相连；第一乘法器(172)，用于将第一本地伪码发生器(171)产生的伪随机序列和待扩频的测距定位信号进行乘法运算，得到扩频后的测距定位信号。3.一种宽带无线通信与测距定位一体化接收系统，包括接收天线(20)，将接收到的电磁波能量转换为电信号，经馈线传输给射频接收模块(21)；射频接收模块(21)，对接收到的电信号进行变频，恢复出一体化信号并同时传输给第一解调器(22)和扩频解调模块(25)；第一解调器(22)，用于对接收的一体化信号进行解调，得到解调后的通信信息，并将解调后的通信信息传输给第一译码器(23)；第一译码器(23)，用于对接收的解调后的通信信息进行译码，恢复出通信信息，并将通信信息传输给通信信宿，该模块与第一编码器(12)对应，若发射系统中未使用第一编码器(12)，则将解调后的通信信息传输给通信信宿(24)；通信信宿(24)，用于接收通信信息，并将复原的通信电信号还原为相应的通信消息；扩频解调模块(25)，用于对一体化信号进行扩频解调，从一体化信号中得到窄带测距定位信息，并将恢复出的窄带测距定位信息传输给...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文刚，张跃龙，刘龙伟，赵力强，张海林，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：