專利名稱：寬帶無線通信與測距定位一體化系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及寬帶無線通信和測距定位，更進一步涉及一種將寬帶無線通信信息和測距定位信息一體化傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法，可用于同時進行無線通信和測距定位。
背景技術(shù)：
對通信系統(tǒng)中節(jié)點進行測距和定位，以及把收集到的測距定位信息、時間同步信息等測量數(shù)據(jù)和其他通信數(shù)據(jù)及時地傳輸，是眾多領(lǐng)域急需解決的課題。如分布式衛(wèi)星系統(tǒng)，通過對星群幾何形狀的改變來實現(xiàn)緊湊的編隊控制和獲得執(zhí)行指定任務(wù)的能力，這種工作方式就要求實時地獲得系統(tǒng)中各節(jié)點的空間相對位置的同時，又可以保證數(shù)據(jù)和管理等多種信息的準確傳輸。在移動通信系統(tǒng)中，隨著智能終端的興起，用戶不再只滿足于簡單 的通信功能，而測距定位漸漸成為最吸引用戶的功能之一。而當(dāng)前獨立于通信系統(tǒng)之外的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，如超寬帶UWB定位系統(tǒng)、Zigbee測距定位系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)等，都需要一套獨立的系統(tǒng)設(shè)備，并占用一個單獨的帶寬，才能在通信的同時完成測距定位功能。因此從軍事和民用的需求來看，將通信與測距定位融合設(shè)計到同一個系統(tǒng)中，并使系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低的特點，受到了人們越來越多的關(guān)注。目前將寬帶無線通信與測距定位相結(jié)合的系統(tǒng)，一般為在原有的通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)一個或少數(shù)幾個低頻的正弦信號作為測距定位信號，或者在通信信息幀結(jié)構(gòu)中增設(shè)測距定位信息部分來進行測距定位。這樣，在對信息進行傳輸時，測距定位信息要占據(jù)一定的帶寬，在同等條件下，比獨立通信系統(tǒng)的吞吐量低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)存在的不足，提出一種寬帶無線通信與測距定位一體化系統(tǒng)和方法，以滿足網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點對通信與測距定位不同功能的需求，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬并提高系統(tǒng)容量。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的寬帶無線通信與測距定位一體化發(fā)射系統(tǒng)包括通信信源(11)，用于產(chǎn)生通信信息，將各種通信消息轉(zhuǎn)換為原始電信號，得到通信信息，并將通信信息傳輸?shù)降谝痪幋a器(12)；第一編碼器(12)，用于對通信信息進行編制轉(zhuǎn)換，得到的編碼后的通信信息傳輸?shù)降谝徽{(diào)制器(13)，該模塊為可選模塊，若不使用該模塊時，則將通信信息傳輸?shù)降谝徽{(diào)制器(13)；第一調(diào)制器(13)，用于對接收到的信息進行處理，使其變?yōu)檫m合傳輸?shù)男问剑玫揭颜{(diào)通信信號，并將已調(diào)通信信號傳輸給加法器(18);測距定位信息產(chǎn)生器(14)，用于產(chǎn)生測距定位信息，并將得到的測距定位信息傳輸給第二編碼器(15);
第二編碼器(15)，用于對測距定位信息進行編碼，并將得到的編碼后的測距定位信息傳輸給第二調(diào)制器(16)，該模塊為可選模塊，若不使用該模塊，則將測距定位信息傳輸給第二調(diào)制器(16);第二調(diào)制器(16)，用于對接收到的信息進行處理，使其變?yōu)檫m合傳輸?shù)男问?，得到已調(diào)測距定位信號傳輸給直接序列擴頻模塊(17);直接序列擴頻模塊(17)，用于對測距定位信號的頻譜進行擴展，并將得到的擴頻后的測距定位信號傳輸給加法器(18)；加法器(18)，用于將已調(diào)通信信號和擴頻后的測距定位信號進行線性疊加，得到一體化信號，并將一體化信號傳輸給射頻發(fā)送模塊(19);射頻發(fā)送模塊(19)，用于將一體化信號進行變頻處理，經(jīng)饋線傳輸?shù)桨l(fā)送天線 (10)；發(fā)送天線(10)，將接收到的電信號轉(zhuǎn)換為電磁波能量輻射出去。所述的直接序列擴頻模塊(17)，包括第一本地偽碼發(fā)生器(171)和第一乘法器
(172)；第一本地偽碼發(fā)生器(171)，用于發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生對信號進行擴頻的偽隨機序列，本地偽碼發(fā)生器(172)的輸出端與乘法器(172)的輸入端相連；第一乘法器(172)，用于將本地偽碼發(fā)生器(171)產(chǎn)生的偽隨機序列和待擴頻的測距定位信號進行乘法運算，得到擴頻后的測距定位信號。本發(fā)明提供的寬帶無線通信與測距定位一體化接收系統(tǒng)包括接收天線(20)，將接收到的電磁波能量轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)饋線傳輸給射頻接收模塊(21)；射頻接收模塊(21)，對接收到的電信號進行變頻，恢復(fù)出一體化信號并同時傳輸給第一解調(diào)器(22)和擴頻解調(diào)模塊(25)；第一解調(diào)器(22)，用于對接收的一體化信號進行解調(diào)，得到解調(diào)后的通信信息，并將解調(diào)后的通信信息傳輸給第一譯碼器(23)；第一譯碼器(23)，用于對接收的解調(diào)后的通信信息進行譯碼，恢復(fù)出通信信息，并將通信信息傳輸給通信信宿，該模塊與第一編碼器(12)對應(yīng),若發(fā)射系統(tǒng)中未使用第一編碼器(12)，則將解調(diào)后的通信信息傳輸給通信信宿(24)；通信信宿(24)，用于接收通信信息，并將復(fù)原的通信電信號還原為相應(yīng)的通信消息；擴頻解調(diào)模塊(25)，用于對一體化信號進行擴頻解調(diào)，從一體化信號中得到窄帶測距定位信息，并將恢復(fù)出的窄帶測距定位信息傳輸給第二解調(diào)器(26)；第二解調(diào)器(26)，用于對接收的窄帶測距定位信號進行解調(diào)，得到解調(diào)后的測距定位信息，并將解調(diào)后的測距定位信息傳輸給第二譯碼器(27)；第二譯碼器(27)，用于對接收的編碼測距定位信息進行譯碼，恢復(fù)出測距定位信息，并將測距定位信息傳輸?shù)綔y距定位信息接收器(28)，該模塊與第二編碼器(15)對應(yīng)，若發(fā)射系統(tǒng)中未使用第二編碼器(15)，則將解調(diào)后的通信信息傳輸給測距定位信息接收器
(28)；測距定位信息接收器(28)，用于接收測距定位信息。
所述的擴頻解調(diào)模塊(25)，包括第二本地偽碼發(fā)生器(251)、第二乘法器(252)和帶通濾波器(253);第二本地偽碼發(fā)生器(251)，用于接收系統(tǒng)產(chǎn)生對信號進行擴頻解調(diào)的偽隨機序列，該偽隨機序列與發(fā)射系統(tǒng)中用于擴頻的偽隨機序列同步，本地偽碼發(fā)生器(251)的輸出端與第二乘法器(252)的一個輸入端相連；第二乘法器(252)，用于將本地偽碼發(fā)生器(251)產(chǎn)生的偽隨機序列和待解調(diào)的一體化信號進行乘法運算，第二乘法器(252)的輸出端與帶通濾波器(253)的輸入端相連；帶通濾波器(253)，用于對接收到的信號進行窄帶濾波，得到窄帶測距定位信號。本發(fā)明還提供了一種寬帶無線通信與測距定位一體化方法，包括以下步驟( I)通信信源產(chǎn)生待發(fā)送的通信信息，并由第一調(diào)制器對通信信息進行載波調(diào)制，得到已調(diào)通信信號；(2)測距定位信息產(chǎn)生器產(chǎn)生測距定位信息，并由第二調(diào)制器對測距定位信息進行載波調(diào)制，得到已調(diào)測距定位信號；(3)通過直接序列擴頻模塊產(chǎn)生偽隨機序列，并由偽隨機序列對上述已調(diào)測距定位信號進行直接序列擴頻，得到擴頻后的測距定位信號；(4)將已調(diào)通信信號和擴頻后的測距定位信號進行線性疊加，得到通信與測距定位一體化信號，經(jīng)發(fā)送天線將所述一體化信號發(fā)送給接收系統(tǒng)；(5)接收系統(tǒng)通過接收天線接收到來自發(fā)射系統(tǒng)的一體化信號；(6)第一解調(diào)器產(chǎn)生本地振蕩信號，對接收到的一體化信號進行解調(diào)，恢復(fù)出通信信息；(7)擴頻解調(diào)模塊產(chǎn)生偽隨機序列，對接收到的一體化信號進行解擴，并由第二解調(diào)器產(chǎn)生本地振蕩信號，對解擴后得到的窄帶信號進行解調(diào)，恢復(fù)出測距定位信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點第一，本發(fā)明通過擴頻調(diào)制方式，將測距定位信息的頻譜擴展到通信信息帶寬頻段內(nèi)，測距定位信息融合入通信信息中，使測距定位信息與通信信息在同一頻段帶寬中傳輸而不產(chǎn)生互相干擾，克服了現(xiàn)有通信與測距定位相結(jié)合的系統(tǒng)中，通信信息與測距定位信息采用相互獨立頻段帶寬傳輸導(dǎo)致的帶寬浪費、系統(tǒng)吞吐量較低的缺點，從而降低了系統(tǒng)帶寬開銷，提高了頻譜利用率和系統(tǒng)的吞吐量。第二，本發(fā)明通過對通信信息和測距定位信息在同一帶寬上的功率分配，將通信信息和測距定位信息融合發(fā)送，方法容易實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不需要兩套獨立的通信和測距定位設(shè)備來分別實現(xiàn)通信和測距定位功能，從而降低了設(shè)備開銷和技術(shù)成本。第三，本發(fā)明中寬帶無線通信與測距定位一體化方法并不局限于通過某個特定的寬帶無線通信系統(tǒng)來實現(xiàn)，可以被用于多種系統(tǒng)，如單載波頻域均衡SC-FDE系統(tǒng)、正交多載波系統(tǒng)OFDM等，具有很大的靈活性。


圖I為本發(fā)明的寬帶無線通信與測距定位一體化系統(tǒng)框圖；圖2為本發(fā)明的直接序列擴頻模塊和擴頻解調(diào)模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明的寬帶無線通信與測距定位一體化方法流程圖4為本發(fā)明的寬帶無線通信與測距定位一體化信號時域和頻域流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖，對本發(fā)明技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，進一步詳細說明。參照圖1，本發(fā)明的寬帶無線通信與測距定位一體化系統(tǒng)，由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)兩部分組成。I.發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射系統(tǒng)用于產(chǎn)生通信信息和測距定位信息，并將通信信息和擴頻到通信信息帶寬頻段的測距定位信息疊加，經(jīng)射頻天線發(fā)送。它包括通信信源11、第一編碼器12、第一調(diào) 制器13、測距定位信息產(chǎn)生器14、第二編碼器15、第二調(diào)制器16、直接序列擴頻模塊17、力口法器18、射頻發(fā)送模塊19和發(fā)送天線10。通信信源11輸出端連接到第一編碼器12輸入端，第一編碼器12輸出端連接到第一調(diào)制器13輸入端；測距定位信息產(chǎn)生器14輸出端連接到第二編碼器15輸入端，第二編碼器15輸出端連接到第二調(diào)制器16輸入端，第二調(diào)制器16輸出端連接到直接序列擴頻模塊17輸入端；第一調(diào)制器13輸出端和直接序列擴頻模塊17輸出端連接到加法器18輸入端，加法器18輸出端連接到射頻發(fā)送模塊19輸入端，射頻發(fā)送模塊19輸出端連接到發(fā)送天線10。所述通信信源11，用于產(chǎn)生通信消息，將各種通信消息轉(zhuǎn)換為原始電信號，得到通信信息，并將通信信息傳輸?shù)降谝痪幋a器12。所述第一編碼器12，用于對通信信息進行編碼，以減小通信信息的傳輸差錯概率或獲得分集效果，提高通信的可靠性，編碼方式包括交織編碼、RS編碼、卷積編碼等，這里以RS編碼為例，得到的編碼通信信息傳輸?shù)降谝徽{(diào)制器13，該模塊為可選模塊，若不使用該模塊時，則將通信信息傳輸?shù)降谝徽{(diào)制器13。所述第一調(diào)制器13，用于對接收到的信息進行處理，使其變?yōu)檫m合傳輸?shù)男问剑梢圆捎玫恼{(diào)制方式如BPSK、QPSK, OQPSK等，這里以BPSK為例，得到已調(diào)通信信號傳輸給加法器18。所述測距定位信息產(chǎn)生器14，用于產(chǎn)生測距定位信息，測距定位信息一般為低頻窄帶信息，可以為偽隨機序列、側(cè)音測距信號、時間編碼信息等，這里以偽隨機序列為例，得到的測距定位信息傳輸給第二編碼器15。所述第二編碼器15，用于對測距定位信息進行編碼，以減小測距定位信息的傳輸差錯概率或獲得分集效果，編碼方式包括交織編碼、RS編碼、卷積編碼等，這里以RS編碼為例，得到的編碼測距定位信息傳輸給第二調(diào)制器16，該模塊為可選模塊，若不使用該模塊，則將測距定位信息傳輸給第二調(diào)制器16。所述第二調(diào)制器16，用于對接收到的信息進行處理，使其變?yōu)檫m合傳輸?shù)男问?，可以采用的調(diào)制方式如BPSK、QPSK, DQPSK等，這里以BPSK為例，得到已調(diào)測距定位信號傳輸給直接序列擴頻模塊17。所述直接序列擴頻模塊17，用于對測距定位信號的頻譜進行擴展，并將得到的擴頻后的測距定位信號傳輸給加法器18。直接序列擴頻模塊17如圖2(a)所示，包括第一本地偽碼發(fā)生器171和第一乘法器172，第一本地偽碼發(fā)生器171，用于發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生對信號進行擴頻的偽隨機序列，第一本地偽碼發(fā)生器171的輸出端與第一乘法器172的一個輸入端相連；第一乘法器172，用于將第一本地偽碼發(fā)生器171產(chǎn)生的偽隨機序列和待擴頻的測距定位信號進行乘法運算，得到擴頻后的測距定位信號。所述加法器18，用于將已調(diào)通信信號和擴頻后的測距定位信號進行線性疊加，得到一體化信號，并將一體化信號傳輸給射頻發(fā)送模塊19。所述射頻發(fā)送模塊19，用于將一體化信號進行變頻處理，經(jīng)饋線傳輸?shù)桨l(fā)送天線10。所述發(fā)送天線10，將接收到的電信號轉(zhuǎn)換為電磁波能量輻射出去。2.接收系統(tǒng)接收系統(tǒng)用于從射頻天線接收信號，分兩步并行處理，通過解調(diào)和譯碼恢復(fù)出通信信息，通過解擴、解調(diào)和譯碼恢復(fù)出測距定位信息。它包括接收天線20、射頻接收模塊21、第一解調(diào)器22、第一譯碼器23、通信信宿24、擴頻解調(diào)模塊25、第二解調(diào)器26、第二譯·碼器27和測距定位信息接收器28。接收天線20連接到射頻接收模塊21輸入端，射頻接收模塊21輸出端分別連接到第二解調(diào)器22輸入端和擴頻解調(diào)模塊25輸入端；第一解調(diào)器22輸出端連接到第一譯碼器23輸入端，第一譯碼器23輸出端連接到通信信宿24 ;擴頻解調(diào)模塊25輸出端連接到第二解調(diào)器26輸入端，第二解調(diào)器26輸出端連接到第二譯碼器27輸入端，第二譯碼器27輸出端連接到測距定位信息接收器28。所述接收天線20，將接收到的電磁波能量轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)饋線傳輸給射頻接收模塊21。所述射頻接收模塊21，對接收到的電信號進行變頻處理，恢復(fù)出一體化信號并同時傳輸給第一解調(diào)器22和擴頻解調(diào)模塊25。所述第一解調(diào)器22，用于對接收的一體化信號進行解調(diào)，得到解調(diào)后的通信信息，并將解調(diào)后的通信信息傳輸給第一譯碼器23。所述第一譯碼器23，用于對接收的解調(diào)后的通信信息進行譯碼，恢復(fù)出通信信息，并將通信信息傳輸給通信信宿，該模塊與第一編碼器12對應(yīng)，若發(fā)射系統(tǒng)中未使用第一編碼器12，則將解調(diào)后的通信信息傳輸給通信信宿24。所述通信信宿24，用于接收通信信息，并將復(fù)原的原始通信電信號還原為相應(yīng)的消息。所述擴頻解調(diào)模塊25，用于對一體化信號進行擴頻解調(diào)，從一體化信號中得到窄帶測距定位信息，并將恢復(fù)出的窄帶測距定位信息傳輸給第二解調(diào)器26。擴頻解調(diào)模塊25如圖2 (b)所示，它包括第二本地偽碼發(fā)生器251、第二乘法器252和帶通濾波器253，第二本地偽碼發(fā)生器251，用于接收系統(tǒng)產(chǎn)生對信號進行擴頻解調(diào)的偽隨機序列，該偽隨機序列與發(fā)射系統(tǒng)中用于擴頻的偽隨機序列同步，第二本地偽碼發(fā)生器251的輸出端與第二乘法器252的一個輸入端相連；第二乘法器252,用于將第二本地偽碼發(fā)生器251產(chǎn)生的偽隨機序列和待解調(diào)的寬帶信號進行乘法運算，第二乘法器252的輸出端與帶通濾波器253的輸入端相連；帶通濾波器253，用于對接收到的信號進行窄帶濾波，得到窄帶測距定位信號。所述第二解調(diào)器26，用于對接收的已調(diào)測距定位信息進行解調(diào)，得到解調(diào)后的測距定位信息，并將解調(diào)后的測距定位信息傳輸給第二譯碼器27。所述第二譯碼器27，用于對接收的編碼測距定位信息進行譯碼，恢復(fù)出測距定位信息，并將測距定位信息傳輸?shù)綔y距定位信息接收器28，該模塊與第二編碼器15對應(yīng)，若發(fā)射系統(tǒng)中未使用第二編碼器15，則將解調(diào)后的通信信息傳輸給測距定位信息接收器28。所述測距定位信息接收器28，用于接收測距定位信息。參照圖3，本發(fā)明的寬帶無線通信與測距定位一體化方法，包括如下步驟步驟I，生成通信信號發(fā)射系統(tǒng)對待發(fā)送的的寬帶通信信息m(t)進行載波調(diào)制(如BPSK、QPSK, DQPSK等，這里以二進制相移鍵控BPSK為例)，得到的已調(diào)通信信號為
權(quán)利要求
1.一種寬帶無線通信與測距定位一體化發(fā)射系統(tǒng)，包括通信信源(11)，用于產(chǎn)生通信信息，將各種通信消息轉(zhuǎn)換為原始電信號，得到通信信息，并將通信信息傳輸?shù)降谝痪幋a器(12);第一編碼器(12)，用于對通信信息進行編制轉(zhuǎn)換，得到的編碼后的通信信息傳輸?shù)降谝徽{(diào)制器(13)，該模塊為可選模塊，若不使用該模塊時，則將通信信息傳輸?shù)降谝徽{(diào)制器(13)；第一調(diào)制器(13)，用于對接收到的信息進行處理，使其變?yōu)檫m合傳輸?shù)男问剑玫揭颜{(diào)通信信號，并將已調(diào)通信信號傳輸給加法器(18)；測距定位信息產(chǎn)生器(14)，用于產(chǎn)生測距定位信息，并將得到的測距定位信息傳輸給第二編碼器(15);第二編碼器(15)，用于對測距定位信息進行編碼，并將得到的編碼后的測距定位信息傳輸給第二調(diào)制器(16)，該模塊為可選模塊，若不使用該模塊，則將測距定位信息傳輸給第二調(diào)制器(16);第二調(diào)制器(16)，用于對接收到的信息進行處理，使其變?yōu)檫m合傳輸?shù)男问剑玫揭颜{(diào)測距定位信號傳輸給直接序列擴頻模塊(17)；直接序列擴頻模塊(17)，用于對測距定位信號的頻譜進行擴展，并將得到的擴頻后的測距定位信號傳輸給加法器(18)；加法器(18)，用于將已調(diào)通信信號和擴頻后的測距定位信號進行線性疊加，得到一體化信號，并將一體化信號傳輸給射頻發(fā)送模塊(19);射頻發(fā)送模塊(19)，用于將一體化信號進行變頻處理，經(jīng)饋線傳輸?shù)桨l(fā)送天線(10);發(fā)送天線(10)，將接收到的電信號轉(zhuǎn)換為電磁波能量輻射出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬帶無線通信與測距定位一體化發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于，所述的直接序列擴頻模塊(17)，包括第一本地偽碼發(fā)生器(171)和第一乘法器(172);第一本地偽碼發(fā)生器(171)，用于產(chǎn)生對信號進行擴頻的偽隨機序列，第一本地偽碼發(fā)生器(171)的輸出端與第一乘法器(172)的一個輸入端相連；第一乘法器(172)，用于將第一本地偽碼發(fā)生器(171)產(chǎn)生的偽隨機序列和待擴頻的測距定位信號進行乘法運算，得到擴頻后的測距定位信號。
3.一種寬帶無線通信與測距定位一體化接收系統(tǒng)，包括接收天線(20)，將接收到的電磁波能量轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)饋線傳輸給射頻接收模塊(21)；射頻接收模塊(21)，對接收到的電信號進行變頻，恢復(fù)出一體化信號并同時傳輸給第一解調(diào)器(22)和擴頻解調(diào)模塊(25)；第一解調(diào)器(22)，用于對接收的一體化信號進行解調(diào)，得到解調(diào)后的通信信息，并將解調(diào)后的通信信息傳輸給第一譯碼器(23)；第一譯碼器(23)，用于對接收的解調(diào)后的通信信息進行譯碼，恢復(fù)出通信信息，并將通信信息傳輸給通信信宿，該模塊與第一編碼器(12)對應(yīng)，若發(fā)射系統(tǒng)中未使用第一編碼器(12)，則將解調(diào)后的通信信息傳輸給通信信宿(24)；通信信宿(24)，用于接收通信信息，并將復(fù)原的通信電信號還原為相應(yīng)的通信消息；擴頻解調(diào)模塊(25)，用于對一體化信號進行擴頻解調(diào)，從一體化信號中得到窄帶測距定位信息，并將恢復(fù)出的窄帶測距定位信息傳輸給第二解調(diào)器(26)；第二解調(diào)器(26)，用于對接收的窄帶測距定位信號進行解調(diào)，得到解調(diào)后的測距定位信息，并將解調(diào)后的測距定位信息傳輸給第二譯碼器(27)；第二譯碼器(27)，用于對接收的編碼測距定位信息進行譯碼，恢復(fù)出測距定位信息，并將測距定位信息傳輸?shù)綔y距定位信息接收器(28)，該模塊與第二編碼器(15)對應(yīng)，若發(fā)射系統(tǒng)中未使用第二編碼器(15)，則將解調(diào)后的通信信息傳輸給測距定位信息接收器(28)；測距定位信息接收器(28)，用于接收測距定位信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬帶無線通信與測距定位一體化接收系統(tǒng)，其特征在于，所述的擴頻解調(diào)模塊(25)，包括第二本地偽碼發(fā)生器(251)、第二乘法器(252)和帶通濾波器(253)；第二本地偽碼發(fā)生器(251)，用于產(chǎn)生對信號進行擴頻解調(diào)的偽隨機序列，該偽隨機序列與發(fā)射系統(tǒng)中用于擴頻的偽隨機序列同步，第二本地偽碼發(fā)生器(251)的輸出端與第二乘法器(253)的一個輸入端相連；第二乘法器(252)，用于將第二本地偽碼發(fā)生器(251)產(chǎn)生的偽隨機序列和待解調(diào)的一體化信號進行乘法運算，第二乘法器(252)的輸出端與帶通濾波器(253)的輸入端相連；帶通濾波器(253)，用于對接收到的信號進行窄帶濾波，得到窄帶測距定位信號。
5.一種寬帶無線通信與測距定位一體化方法，包括以下步驟(1)通信信源產(chǎn)生待發(fā)送的通信信息，并由第一調(diào)制器對通信信息進行載波調(diào)制，得到已調(diào)通信信號；(2)測距定位信息產(chǎn)生器產(chǎn)生測距定位信息，并由第二調(diào)制器對測距定位信息進行載波調(diào)制，得到已調(diào)測距定位信號；(3)通過直接序列擴頻模塊產(chǎn)生偽隨機序列，并由偽隨機序列對上述已調(diào)測距定位信號進行直接序列擴頻，得到擴頻后的測距定位信號；(4)將已調(diào)通信信號和擴頻后的測距定位信號進行線性疊加，得到通信與測距定位一體化信號，經(jīng)發(fā)送天線將所述一體化信號發(fā)送給接收系統(tǒng)；(5)接收系統(tǒng)通過接收天線接收到來自發(fā)射系統(tǒng)的一體化信號；(6)第一解調(diào)器產(chǎn)生本地振蕩信號，對接收到的一體化信號進行解調(diào)，恢復(fù)出通信信(7)擴頻解調(diào)模塊產(chǎn)生偽隨機序列，對接收到的一體化信號進行解擴，并由第二解調(diào)器產(chǎn)生本地振蕩信號，對解擴后得到的窄帶信號進行解調(diào)，恢復(fù)出測距定位信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬帶無線通信與測距定位一體化方法，其中所述步驟(I)中的待發(fā)送通信信息與所述步驟(2)中的測距定位信息，滿足如下關(guān)系式
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬帶無線通信與測距定位一體化方法，其中所述步驟(3)中直接序列擴頻模塊產(chǎn)生的偽隨機序列，滿足如下關(guān)系式Rp ≤Rm其中Rp為偽隨機序列的速率，Rm為待發(fā)送通信信息的速率。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬帶無線通信與測距定位一體化方法，其中所述步驟(3)中由偽隨機序列對已調(diào)測距定位信號進行直接序列擴頻，是指用第一本地偽碼發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機序列與已調(diào)測距定位信號相乘，將已調(diào)測距定位信號的帶寬擴展到與偽隨機序列的 其中G為待發(fā)送通信信息和測距定位信息的功率比。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種寬帶無線通信與測距定位一體化系統(tǒng)和方法，主要解決現(xiàn)有寬帶無線通信與測距定位相結(jié)合的系統(tǒng)中帶寬浪費、系統(tǒng)吞吐量低的問題。該系統(tǒng)包括發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)，其中發(fā)射系統(tǒng)用于產(chǎn)生通信信息和測距定位信息，并進行發(fā)端信息變換，將通信信息和擴頻后的測距定位信息在同一帶寬頻段上疊加后，經(jīng)射頻天線發(fā)送；接收系統(tǒng)用于從射頻天線接收信號，分兩步并行處理，完成收端信息恢復(fù)，通過解調(diào)和譯碼恢復(fù)出通信信息，同時通過解擴頻、解調(diào)和譯碼恢復(fù)出測距定位信息。本發(fā)明使通信信息與測距定位信息能在同一帶寬中傳輸而不產(chǎn)生相互干擾，降低了系統(tǒng)開銷，提高了網(wǎng)絡(luò)頻譜利用率和系統(tǒng)的吞吐量，可用于同時進行通信和測距定位。
文檔編號H04B1/04GK102932032SQ20121039298
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者李文剛, 張躍龍, 劉龍偉, 趙力強, 張海林 申請人:西安電子科技大學(xué)