CN100574164C - 无线电通信系统、发送机、接收机及通信、发送和接收方法 - Google Patents

Abstract

发送侧使用不含任何DC分量的码对要发送的数字信号进行编码，并且不使用任何载波发送数字信号。接收侧对接收的信号进行与编码相对应的译码以至恢复原始数字信号。

Description

无线电通信系统、发送机、接收机及通信、发送和接收方法

技术领域

本发明涉及通过电磁波发送/接收数字信号的无线电通信系统、无线电发送机、无线电接收机、无线电通信方法、无线电传输方法和无线电接收方法，更特别涉及短距离弱无线电通信。

背景技术

在无线电通信中，直接发送直流(DC)信号或低频信号是困难的。一般，这种信号是通过将信息调制到高频载波发送的。更具体地说，发送侧用要发送的的信号波调制载波，发送已调制波。接收侧对接收的已调制波进行解调，从载波中提取信号波而获得被发送的数据(见例如参考书：Hideo ohba&Hideki Sagesaka，“Radio CommunicationDevice”，Nihon Riko Shuppankai，pp.141-265，ISBN 4-89019-136-4)。

图32示出一般无线电通信系统的配置示例。在图32中，VCO(电压控制振荡器)1001在发送侧产生载波。载波被调制，即用乘法器1002将载波乘以要发送的基带信号IN。已调制波被PA(功率放大器)1005放大，从发送天线1006发送。在接收侧，由接收天线1011接收到的已调制波被LNA(低噪声放大器)1012放大，图像成分被图像载波抑制滤波器1013抑制。图像成分从中被抑制的已调制波被向下变频，即用乘法器1017将已调制波乘以由VCD1016产生的载波。已调制波从信道选择滤波器1018通过，再由检测器1019转换为发送的基带信号。图32示出采用PSK(移相键控)法的无线电通信的例子。在另一种无线电通信方法中，无线电通信一般用产生载波和对载波调制/解调的方法实现。

作为不使用任何载波进行通信的系统，已提出一种采用UWB(超宽带)技术的无线电通信系统(例如PCT(WO)2003-529273(WO01/073965)和PCT(WO)2003-535552(WO 01/093441))。UWB发送机发送极短时基的脉冲，在几GHz的很宽频带内每秒1,000,000,000次或更多。接收机接收发自发送机的脉冲序列并将脉冲转换为数据。

如上所述，图32中所示的一般无线电通信系统在发送时产生载波，接收、调制/解调载波，用无线电进行通信。因此，无线电通信系统要求产生载波的电路和载波调制/解调电路。无线电通信系统变得复杂，构成无线电通信系统的发送机和接收机的规模以及硬件的尺寸增大，无线电通信系统的成本和功率消耗上升。

使用UWB的无线电通信系统也要求产生短时宽的单周期波或高斯单脉冲的电路。设计变得困难，因为形成这种电路需要高频模拟电路技术。构成无线电通信系统的发送机和接收机的规模以及硬件的尺寸增大，无线电通信系统的成本和功率消耗上升。

发明内容

已做成的本发明克服了通常的缺点，它的目的是提供一种无线电通信系统、无线电发送机、无线电接收机、无线电通信方法、无线电传输方法和无线电接收方法，它能免除对产生载波和载波调制/解调的电路的需要，而实现简单的系统，低的成本和低的功率消耗。

根据本发明的无线电通信系统包括无线电发送机和无线电接收机，无线电发送机包括编码装置，其用于对要发送的数字信号进行编码，和发送天线，其发送已由编码装置编码的信号，无线电接收机包括接收天线，其接收已发送的信号，和译码装置，其用于对接收天线接收的信号进行与编码相对应的译码，并恢复数字信号，其中，通信是不使用任何载波进行的。

在根据本发明的无线电通信系统的配置示例中，编码装置用不含任何DC分量的码对要发送的数字信号编码。

在根据本发明的无线电通信系统的另一配置示例中，编码装置包括扩展装置，其通过将要发送的数字信号乘以扩展码，进行扩频处理，并向发送天线输出扩展信号，译码装置包括去扩展装置，其用于对接收天线接收的信号进行与扩频处理相对应的去扩展，并恢复数字信号。

在根据本发明的无线电通信系统的一配置示例中，扩展码不含任何DC分量。

在根据本发明的无线电通信系统的另一配置示例中，编码装置包括扩展装置，其通过将要发送的数字信号乘以扩展码，进行扩频处理，和信号产生装置，其响应由扩展装置扩展的信号的上升和下降，产生脉冲信号，并向发送天线输出脉冲信号，译码装置包括去扩展装置，其用于对接收天线接收的信号进行与扩频处理相对应的去扩展，和峰值检测装置，其用于检测被所述去扩展装置去扩展的信号的峰值，并恢复数字信号。

在根据本发明的无线电通信系统的另一配置示例中，编码装置包括扩展装置，其通过将要发送的数字信号乘以扩展码，进行扩频处理，和信号产生装置，其响应由扩展装置扩展的信号的上升和下降，产生脉冲信号，并向发送天线输出脉冲信号，译码装置包括信号再生装置，其用于从接收天线接收的信号中再生扩展信号，和去扩展装置，其用于对信号再生装置输出的扩展信号进行与扩频处理相对应的去扩展，并恢复数字信号。

在根据本发明的无线电通信系统的另一配置示例中，编码装置包括扩展装置，其通过将要发送的数字信号乘以扩展码，进行扩频处理，和信号产生装置，其响应由扩展装置扩展的信号的上升和下降，产生脉冲信号，并向发送天线输出脉冲信号，译码装置包括信号再生装置，其用于从接收天线接收的信号中再生扩展信号，和去扩展装置，其用于对信号再生装置输出的扩展信号进行与扩频处理相对应的去扩展，和峰值检测装置，其用于检测被所述去扩展装置去扩展的信号的峰值，并恢复数字信号。

在根据本发明的无线电通信系统的另一配置示例中，编码装置包括扩展装置，其通过将要发送的数字信号乘以扩展码，进行扩频处理，和信号产生装置，其响应由扩展装置扩展的信号的上升和下降，产生脉冲信号，并向发送天线输出脉冲信号，译码装置包括去扩展装置，其用于对接收天线接收的信号进行与扩频处理相对应的去扩展，积分装置，其对被去扩展装置去扩展的信号积分，和峰值检测装置，其用于检测从积分装置输出的信号的峰值，并恢复数字信号。

在根据本发明的无线电通信系统的另一配置示例中，编码装置包括扩展装置，其通过将要发送的数字信号乘以扩展码，进行扩频处理，和信号产生装置，其响应由扩展装置扩展的信号的上升和下降，产生脉冲信号，并向发送天线输出脉冲信号，译码装置包括去扩展装置，其使用与被微分的扩展信号相应的扩展码，对接收天线接收的信号进行去扩展，和峰值检测装置，其用于检测被所述去扩展装置去扩展的信号的峰值，并恢复数字信号。

在根据本发明的无线电通信系统的另一配置示例中，令ΔS为被微分的扩展信号，C为与扩展信号ΔS相应的扩展码，P为扩展信号ΔS与扩展码C之间的相关值，M为扩展码C的码长，建立

$P\≈\underset{k=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ΔS}}_k\·\underset{r=k}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_r)$

在根据本发明的无线电通信系统的另一配置示例中，信号产生装置只输出扩展码片速率的第n(n是不小于2的整数)次谐波频带中的脉冲信号。

根据本发明的无线电发送机包括编码装置，其用于对要发送的数字信号进行编码，和发送天线，其发送已由编码装置编码的信号，其中，发送数字信号不使用任何载波。

根据本发明的无线电接收机接收来自无线电发送机的信号，所述发送机对要发送的数字信号进行编码，并不使用任何载波发送数字信号，所述接收机包括接收天线，其接收已发送信号，和译码装置，其用于对接收天线接收的信号进行与编码相对应的译码，并恢复数字信号。

根据本发明的无线电通信方法包括对要发送的数字信号进行编码的编码步骤，发送编码步骤中已编码信号的传输步骤，接收已发送信号的接收步骤，和对接收步骤中接收的数据进行与编码相对应的译码并恢复数字信号的译码步骤，其中，通信不使用任何载波。

根据本发明的无线电传输方法包括对要发送的数字信号进行编码的编码步骤，发送已编码信号的传输步骤，其中，发送数字信号不使用任何载波。

根据本发明，从对要发送的数字信号编码并不使用任何载波发送数字信号的发送侧接收信号的无线电接收方法，包括接收已发送信号的接收步骤，和对接收步骤中接收的数据进行与编码相对应的译码并恢复数字信号的译码步骤，并恢复数字信号的译码步骤。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的无线电通信系统的配置方框图；

图2是根据本发明第一实施例的编码器中所用的各种码的图；

图3是根据本发明第一实施例的编码器中所用的各种码的功率谱图；

图4是根据本发明第二和第三实施例的无线电通信系统的配置方框图；

图5是根据本发明第二实施例的去扩展装置的配置示例方框图；

图6A是根据本发明第二实施例的无线电发送机中基带信号的信号波形图；

图6B是无线电发送机中的扩展信号的信号波形图；

图6C是无线电发送机中的无线电信号的信号波形图；

图7A是图6A的放大的信号波形图；

图7B是图6B的放大的信号波形图；

图7C是图6C的放大的信号波形图；

图8A是根据本发明第二实施例的无线电接收机中去扩展信号的信号波形图；

图8B是无线电接收机中的基带信号的信号波形图；

图9A是图8A的放大的信号波形图；

图9B是图8B的放大的信号波形图；

图10是根据本发明第二实施例的发送信号频谱图；

图11是根据本发明第四实施例的无线电通信系统的配置方框图；

图12A是输入至根据本发明第四实施例的信号产生装置的扩展信号的信号波形图；

图12B和12C是从信号产生装置输出的矩形信号的信号波形图；

图12D是扩展信号的频谱图；

图12E是矩形信号的频谱图；

图13A是根据本发明第四的无线电发送机中基带信号的信号波形图；

图13B是无线电发送机中的扩展信号的信号波形图；

图13C是无线电发送机中的脉冲信号的信号波形图；

图14A是图13A的放大的信号波形图；

图14B是图13B的放大的信号波形图；

图14C是图13C的放大的信号波形图；

图15A是根据本发明第四实施例的无线电接收机中去扩展信号的信号波形图；

图15B是无线电接收机中的基带信号的信号波形图；

图16A是图15A的放大的信号波形图；

图16B是图15B的放大的信号波形图；

图17是根据本发明第五实施例的无线电通信系统中无线电接收机的配置方框图；

图18A是根据本发明第五实施例的无线电接收机中再生扩展信号的信号波形图；

图18B是无线电接收机中的基带信号的信号波形图；

图19A是图18A的放大的信号波形图；

图19B是图18B的放大的信号波形图；

图20A、20B、20C、20D和20E是根据本发明第五实施例的信号再生装置的配置示例方框图；

图21是根据本发明第六实施例的无线电通信系统中无线电接收机的配置方框图；

图22A是根据本发明第六实施例的无线电接收机中再生扩展信号的信号波形图；

图22B是无线电接收机中去扩展信号的信号波形图；

图22C是基带信号的信号波形图；

图23A是图22A的放大的信号波形图；

图23B是图22B的放大的信号波形图；

图23C是图22C的放大的信号波形图；

图24是根据本发明第七实施例的无线电通信系统中无线电接收机的配置方框图；

图25A是根据本发明第七实施例的去扩展信号的信号波形图；

图25B是无线电接收机中的脉冲信号的信号波形图；

图25C是无线电接收机中基带信号的信号波形图；

图26A是图25A的放大的信号波形图；

图26B是图25B的放大的信号波形图；

图26C是图25C的放大的信号波形图；

图27是根据本发明第八实施例的无线电通信系统中无线电接收机的配置方框图；

图28是根据本发明第八实施例的去扩展装置的配置示例方框图；

图29A是要发送的扩展信号的信号波形图；

图29B是根据本发明第八实施例的无线电接收机中接收信号的信号波形图；

图29C是无线电接收机中的去扩展信号的信号波形图；

图30A是要发送的数字信号的信号波形图；

图30B是根据本发明第八实施例的无线电接收机中去扩展信号的信号波形图；

图31是根据本发明第九实施例的发送信号步谱图；

图32是一般无线电通信系统的配置示例方框图。

具体实施方式

下面将参考附图分别描述根据本发明的无线电通信系统、无线电发送机、无线电接收机、无线电通信方法、无线电传输方法和无线电接收方法的优选实施例，作为第一至第九实施例。

[第一实施例]

根据第一实施例的无线电通信系统不用载波，而是通过不含任何DC分量的码对要发送的数字信号编码，并在发送侧发送编码信号，两对接收信号进行与编码相对应的译码，并在接收侧恢复数字信号的方法，发送/接收数字信号。下面将参考附图说明第一实施例。

图1是提供第一实施例的无线电通信系统的配置方框图。在图1中，无线电通信系统由无线电发送机1和无线电接收机2构成。无线电发送机1包括编码器11、功率放大器12和发送天线13。无线电接收机2包括接收天线21、LNA22和译码器23。

下面将与信号流程一起说明无线电通信系统的操作。在图1中，要发送的数字信号IN输入至编码器11。要发送的数字信号IN可采取任何形式，只要数字信号IN表示双态信息。数字信号IN通常是单极性NRZ基带信号，如图2所示。第一实施例也采用单极性NRZ信号。

编码器11使用不含任何DC分量的码对输入数字信号进行编码。通过编码，将具有围绕DC分量的功率谱峰值的单极性NRZ基带信号转换为主要包含相当高频率的AC信号的信号。不含任何DC分量的码的例子是如图2所示的双极性NRZ码(AMI码(交替传号取反码))和曼彻斯特码(双脉冲码或SP码)，此外，BnZS码(n个零点代换双极性码，n是整数)、HDBn码(高密度双极性码；n是整数)、mBnT码(n个三进制码上的m个二进制码；m和n是整数)、CMI码(编码传号取反码)和DMI码(微分方式取反码)。但是，码不局限于这些。图2所示的单极性NRZ(不归零)、单极性RZ(归零)和双极性NRZ(不归零)具有围绕DC的功率谱生瓣，不适合在第一实施例用作码。图3表示功率谱的多种码的特性。

由编码器11编码的信号提供给功率放大器12。功率放大器12放大由编码器11提供的信号，然后将它输出至发送天线13。在许多情况下，发送信号的功率是在短距离弱无线电通信中严格规定的，这时功率放大器12不总是必需的。当发送信号功率超过特定值甚至信号从编码器11输出直接提供给天线13时，信号功率可通过插入一个衰减器代替功率放大器12来调节。用在第一实施例的功率放大器12对编码器11输出的数字信号的信号幅度进行放大，而不转换数字信号。这就不需要在发送侧使用模拟电路，因此可实现简单的发送机设计和低的成本。

发送天线13通过无线电发送功率放大器12提供的信号(当不需要功率放大器12时，信号由编码器11提供)。发送天线13接收矩形数字信号而不管有/无功率放大器12。就数字信号的谱而言，在发送天线13频带内的信号被作为无线电信号发送。天线不能传播任何DC分量，只能传播AC信号分量。因此，就要发送的数字信号而言，从发送天线13发送的主要是矩形信号上升/下降时的AC分量。

如上所述，无线电发送机1发送编码基带信号IN而不使用任何载波，特别是任何模拟的高频载波。因此，无线电发送机1不配备使用载波所要求的电路，例如产生载波的VCO和用基带信号乘载波的乘法器。

下面将说明接收侧，接收天线21接收由发送天线13发送的信号，并将该信号输出至LNA22。LNA22放大接收天线21提供的接收信号并抑制噪声，再将此信号输出至译码器23。译码器23对从LNA22输入的信号进行与编码器11的编码相对应的译码，恢复数字信号。从LNA22输出的信号是模拟信号，当数字信号有待于模拟操作恢复时，从LNA22输出的信号直接用于操作。当数字信号有待于数字操作恢复时，则在译码器中安排比较器或限幅器，将信号限幅至预定的幅度而近似矩形波。此后，限幅信号经历与编码器11的编码相对应的译码，恢复数字信号。

在第一实施例中，译码器23加入比较器和限幅器。但是，本发明不限于这种配置，可采取任何配置直至限幅装置，以便在放大接收信号和抑制噪声之后能得到矩形波。例如，LNA22可配备等价于比较器和限幅器的功能。另外，从LNA22的输出可由A/D转换器数字化以进行数字操作。

如上所述，无线电接收机2接收不使用任何载波特别是任何模拟高频载波发送的信号。因此，无线电接收机2不包括使用载波所必需的电路，例如产生载波的VCO和矩形信号乘载波的乘法器。

下面将说明为什么不使用任何载波也能完成无线电通信的理由。无线电通信只能发送AC分量，不能发送任何DC分量。因此，难以发送具有围绕DC分量的功率谱峰值的基带信号。相反，具有AC分量中的功率谱主瓣的信号能进行通信，只要用作主瓣的AC信号分量被发送/接收，即使围绕DC的信号分量抑制被发送/接收。由此，第一实施例的无线电发送机1使用不含任何DC分量的码，对要发送的数字信号IN进行编码，以使功率谱的主瓣变成AC分量。第一实施例能实现不使用载波的无线电通信。更详细地说，当使用曼彻斯特码对150MHz单极性NRZ信号编码时，功率谱的主瓣落在DC至300MHz范围之内。在相当高的频带(约几十MHz至200MHz)中有功率谱峰值的信号，可用宽带天线进行发送/接收。

由于较长的天线对于AC分量的较低频率变得更为必要，所以要发送的数字信号最好有高的频率。例如，频率可取为1MHz或更高，最好为100MHz或更高。

如上所述，根据第一实施例，要发送的数字信号IN使用不含任何DC分量的码编码，以便将发送信号的功率谱的主瓣转换为高频AC分量。脉冲传输通信完成可能，不使用任何载波可完成无线电通信。产生载波所需要的VCO、上变频和下变频所需要的乘法器等等都可免除。构成系统的无线电发送机1和无线电接收机2的硬件规模大为缩减，能够实现简单的系统、低的成本和低的功率消耗。

具体地说，无线电发送机1直接地发送矩形信号，无线电发送机1的主要处理是数字信号处理。因此许多模拟电路可大为缩减，并且成本和功率消耗也可大为降低。

第一实施例不采用产生单周期波形成高斯脉冲的脉冲产生器，而是用矩形信号驱动发送天线。这种方法可在使用的天线频带中选择通信所用的频带。如果使用中心频率为几百MHz的天线，则通过发送/接收这个频带中的无线电波来完成通信。如果使用中心频率为几GHz的天线，则通过发送/接收这个频带中的无线波来完成通信。在这两种情况下，调整使用的天线以便使要发送的基带信号落在使用天线的频带范围内。更具体地说，图2所示矩形信号的信号宽度T被减小。采用小的信号宽度T，包含在信号中的频率分量向上分布至较高频率侧。信号宽度T由供给数字电路的时钟频率控制，时钟频率可由频率合成器控制。根据这种方法，天线和发送机的频率合成器按照使用的频带来控制。由于频率合成器可由软件控制，所以，随使用频率变化而变化的硬件构造元件只有天线。如上所述，这种方法只要通过切换天线就能改变所使用的频率，而不需要改变发送机的其他硬件构造元件。与此相反，使用UWB的一般无线电通信系统需要产生单周期波形或高斯单脉冲的脉冲产生器。脉冲产生器的调整和安装要使单周期波形或高斯单脉冲的频率分量落在预定的频带范围内。设计这样的脉冲产生器是困难的，因为是由高频的模拟电路构成的。设计脉冲产生器以使单周期波形或高斯单脉冲的频率分量可变，则更为困难。也就是说，使用UWB的一般无线电通信系统必须安装调谐至通信所使用的频带的脉冲产生器。即使切换使用的天线，但改变作为发送机硬件构成元件的脉冲产生器是困难的。通信所用的频带也就不能改变。

[第二实施例]

根据第二实施例的无线电通信系统与根据第一实施例的无线电通信系统几乎相同。根据第二实施例的无线电通信系统特征在于：其发送侧将要发送的数字信号乘以扩展码，进行扩展频谱的处理，在接收侧对接收信号进行去扩展处理。下面将参考附图说明第二实施例，并省略与第一实施例共同部分的描述。

图4是根据第二实施例的无线电通信系统的配置方框图。在图4中，无线电通信系统由无线电发送机和无线电接收机4构成。无线电发送机3包括扩展码产生器31、乘法器32、功率放大器33和发送天线34。无线电接收机4包括接收天线41、LNA42、去扩展装置43和峰值检测器44。在第二实施例中，扩展码产生器31和乘法器32形成编码器，去扩展装置43和峰值检测器44形成译码器。

下面将与信号流程一起说明无线电通信系统的操作。在图4中，要发送的数字信号IN输入至乘法器32。乘法器32将输入的数字信号IN乘以由扩展码产生器31产生的扩展码，进行直接扩频处理。换句话说，扩展码产生器31和乘法器32起扩展装置的作用，其将要发送的数字信号乘以扩展码进行扩频处理。直接扩频处理在宽广的频带内对单极性NRZ信号进行扩展。扩展信号由功率放大器33放大，并从发送天线34发送。

类似于第一实施例，第二实施例不总是需要功率放大器33。如果需要功率放大器33时，就采用对数字信号的信号幅度进行放大而不转换数字信号的功率放大器，类似于第一实施例。发送机不需要任何模拟电路，能实现简单的发送机设计和低的成本。在任何情况下，类似于第二实施例，要发送的矩形数字信号提供给第二实施例中的发送天线34。

在接收侧，从发送天线34发送的信号由接收天线41接收，LNA42放大，并提供给去扩展装置43。去扩展装置43进行对应于无线电发送机3的扩频处理的去扩展。峰值检测器44检测从去扩展装置43输出的信号峰值，并根据检测的峰值解调数字信号。

图5示出在第二实施例中使用的去扩展装置43的配置示例。去扩展装置43包括：取样/保持(S/H)电路431a至431g，其对从LNA42输入的扩展信号进行取样/保持；取样/保持控制电路432，其接收第一时钟f1并对取样/保持电路431a至431g相继进行的取样/保持操作进行控制；触发电路433a至433f，其构成移位寄存器，使取样/保持控制电路432输出的信号与时钟f1同步移位；扩展码产生电路434，其产生与用第二时钟f2同步的扩展信号相关的扩展码；乘法器435a至435g，其将取样/保持电路431a至431g输出的扩展信号与扩展码产生电路434输出的相应信号的扩展码相乘；和将乘法器435a至435g输出的信号相加的加法器436。第一时钟f1具有与发送侧对信号进行扩展所用的时钟相同的频率，第二时钟f2具有与发送侧用于产生扩展码的时钟相同的频率。

取样/保持控制电路432接收第一时钟f1，并只用数量上等于乘法器435a至435g的各个时钟中的一个时钟，产生用于取样和保持扩展信号的取样/保持控制信号。当形成移位寄存器的去扩展装置433a至433g对取样/保持控制电路432输出的取样/保持控制信号，进行与时钟f1同步如图5中所示向右移位时，去扩展装置433a至433g向取样/保持电路431b至431g输出取样/保持控制信号。取样/保持电路431a至431g相继进行与时钟f1同步的取样/保持操作。扩展码产生电路434产生与时钟f2同步的扩展码。

从LNA 42输入并由取样/保持电路431a至431g保持的扩展信号和从扩展码产生电路434输出的扩展码由乘法器435a至435g进行相应信号的相乘。来自乘法器435a至435g的乘积由加法器436相加输出总和。由此进行扩展信号与本地扩展码之间的相关值操作，峰值检测器44基于相关值操作的结果恢复基带信号。第二实施例采用图5中的配置作为去扩展装置43的示例，但配置不局限于此，只要能得到相同的功能就行。

图6和7示出图4的无线电发送机3中点A(乘法器32的输入)、点B(乘法器32的输出)和点C(发送天线34的输出)的典型信号波形。图7放大并图示出图6中信号波形的部分P1。图6和图7中的纵坐标表示信号强度，横坐标表示时间。图6A和7A所示的信号是要发送的数字信号IN。图6B和7B所示的信号是数字信号IN用扩展码扩展之后的扩展信号。发送天线34发送作为无线电信号的、包含在扩展信号上升/下降中的AC信号，如图6C和7C所示。

图8和9示出图4的无线电接收机4中点D(去扩展装置43的输出)和点E(峰值检测器44的输出)的典型信号波形。图9放大并示出图8中信号波形的部分P2。当发送的扩展信号与本地扩展码彼此符合时，输出峰值信号，如图8A和9A所示。峰值信号的相位反转与基带信号的相位反转同步。通过峰值检测器44检测峰值信号的相位反转，发送的基带信号就能恢复，如图8B和9B中所示。

如上所述，类似于第一实施例，无线电发送机3和无线电接收机4发送和接收不使用任何载波特别是任何模拟的高频载波信号。无线电发送机3和无线电接收机4不配备使用载波所要求的电路。

在第二实施例中，要发送的数字信号IN通过直接扩频处理扩展至高的频率，不使用任何载波能完成无线电通信，其理由与第一实施例相同。更具体地说，当在300MHz码片速率使用扩展码扩展1MHz单极性NRZ信号时，扩展信号频谱的主瓣从DC延伸至300MHz。注意，如果去扩展之后所希望的波的接收功率与干扰波功率的比(SI比(信号干扰比))高于获得所要求的接收误码率所需要的SI比时，直接扩频处理使通信能够进行。如果必要的SI比能够确保，虽然可交换的频带依赖于所用天线的频带，也不必发送/接收主瓣的全部。甚至在只发送/接收相当高的频率侧的扩展信号的频谱时，通信也是可能的。

图10示出第二实施例中发送的信号频谱。在300MHz码片速率扩展的基带信号的主瓣从DC延伸至300MHz。例如，当所用天线的频率从100MHz变化至300MHz时，要发送的信号频谱用图10中的画阴影线部分表示。

根据第二实施例的无线电通信系统除了与第一实施例相同的效果之外还有如下效果。

更具体地说，用扩展码相乘，能得到无线电通信系统中的多重信道。通过在较宽频带上发送/接收扩展信号，可增加距离和比特率。由于执行直接扩频处理，所以能得到与扩频通信效果相同的效果(例如，抗多径干扰)。

[第三实施例]

根据第三实施例的无线电通信系统与根据第二实施例的无线电通信系统几乎相同，根据第三实施例的无线电通信系统特征是使用不含任何DC分量的扩展码进行扩频处理。下面将说明第三实施例，并省略与第二实施例共同部分的描述。

在第三实施例中，扩展码产生器31产生不含任何DC分量的扩展码，并将扩展码提供给乘法器32。例如，扩展码产生器31首先产生单极性NRZ信号的扩展码，使用不含任何DC分量的码对扩展码进行编码，并将已编码的扩展码提供给乘法器32。但是，本发明不限于这些过程，只要产生不含任何DC分量的扩展码就行。

单极性NRZ信号的扩展码的功率谱围绕DC峰化，而使用例如曼彻斯特码编码的扩展码在AC分量中峰化。例如当具有150MHz码片速率的扩展码采用曼彻斯特码进行编码时，功率谱的主瓣几乎落在DC至300MHz范围内，并且功率谱主要是相当高频率的AC信号分量。用由曼彻斯特码编码的扩展码作为新的扩展码，能得到具有AC信号分量功率谱峰值的发送信号。因此，根据第三实施例的无线电通信系统除了与第二实施例的无线电通信系统相同的效果之外，还具有如下效果。也就是说，无线电通信系统处理主要是AC分量，能比使用单极性NRZ扩展码更有效地发送/接收，实现高效率、低功耗的系统。

类似于第一实施例，第三实施例不总是需要功率放大器33。即使需要功率放大器33，就采用对数字信号的信号幅度进行放大而不转换数字信号的功率放大器，类似于第一实施例。发送机不需要任何模拟电路，能实现简单的发送机设计和低的成本。在任何情况下，类似于第一实施例，要发送的矩形数字信号提供给第三实施例中的发送天线34。

[第四实施例]

在根据第四实施例的无线电通信系统中，发送侧用扩展码乘要发送的数字信号进行扩频处理，响应已经历扩频处理的扩展信号的上升/下降，产生并发送脉冲状矩形信号。接收侧对接收的信号进行与扩频处理相对应的去扩展，检测去扩展信号的峰值和恢复数字信号。用这种方法，第四实施例发送/接收不使用任何载波的数字信号。下面将参考附图说明第四实施例。

图11是根据本发明第四实施例的无线电通信系统的配置方框图。在图11中，无线电通信系统由无线电发送机5和无线电接收机6构成。无线电发送机5包括扩展码产生器111、乘法器112、信号产生装置113、功率放大器114和发送天线115。无线电接收机6包括接收天线121、低噪声放大器(LNA)122、去扩展装置123和峰值检测器124。在第四实施例中，扩展码产生器111、乘法器112和信号产生装置113形成编码器，去扩展装置123和峰值检测器124形成译码器。

下面将与信号流程一起说明无线电通信系统的操作。在图11中，要发送的数字信号(基带信号)IN输入至乘法器112。扩展码产生器111产生扩展码。乘法器112将输入的数字信号IN乘以扩展码进行直接扩频处理。也就是说，扩展码产生器111和乘法器112通过将要发送的数字信号乘以扩展码，起进行扩频处理的扩展装置的作用。直接扩频处理在宽频带上扩展数字信号IN。

乘法器112输出的扩展信号提供给信号产生装置113。信号产生装置113响应扩展信号的上升/下降产生脉冲状矩形信号。作为信号产生装置113，可利用微分器、高通滤波器、带通滤波器等等。当使用高通滤波器或带通滤波器时，可用无源元件，或者可输出用数字滤波器作为信号处理的微分操作的结果。在任何情况下，信号产生装置113不特别局限于这些，只要信号产生装置113具有响应扩展信号的上升和下降产生脉冲状矩形信号的功能就行。

图12示出信号产生装置113输出的信号波形例子。图12A中所示的信号波形是输入到信号产生装置113的扩展信号波形。图12B和12C中所示的信号波形是信号产生装置113输出的信号波形。信号产生装置113输出对应于扩展信号上升/下降的矩形信号。图12D示出输入到信号产生装置113的扩展信号的频谱，图12E示出从信号产生装置113输出的矩形信号的频谱。因为信号宽度比扩展信号窄的矩形信号从信号产生装置113输出，所以与图12D中所示的频谱相比，矩形信号的频谱主瓣的分布大大地延伸至图2E中所示的高频侧。由此，当要发送的扩展信号的码片速率不那么高时，就使用信号产生装置113产生对应于扩展信号上升/下降的矩形信号，如图12中所示。信号功率可扩展至高频侧，更有效地发送。

功率放大器114放大从信号产生装置113输出的矩形信号，发送天线115通过无线电发送经功率放大器114放大的信号。

类似于第一实施例，第四实施例不总是需要功率放大器114。如果需要功率放大器114时，就采用对数字信号的信号幅度进行放大而不转换数字信号的功率放大器，类似于第一实施例。发送机不需要任何模拟电路，能实现简单的发送机设计和低的成本，在任何情况下，类似于第一实施例，要发送的矩形数字信号提供给第四实施例中的发送天线115。

图13和14示出图11的无线电发送机5中的点A(乘法器112的输入)、点B(乘法器112的输出)和点C(信号产生装置113的输出)的典型信号波形。图14放大并示出图13中的信号波形的部分P3。图13和14的纵坐标表示信号强度，横坐标表示时间。图13和14示出信号波形，其时，数字信号IN被扩展时的码片速率高于使用PN31扩展码扩展数字信号IN时码片速率的100倍，并且微分器用作信号产生装置113。

图13A和14A中所示的信号是要发送的数字信号IN。图13B和14B中所示的信号是数字信号IN用扩展码扩展之后的扩展信号。图13C和14C中所示的信号是扩展信号微分之后的脉冲信号。图14C显示响应点B的扩展信号的上升/下降而在点C得到的脉冲状矩形信号。

用这种方法，能获得对应于点B的扩展信号上升/下降的类似脉冲的脉冲信号，微分器起信号产生装置113作用。

如上所述，第四实施例的无线电发送机5发送对应于要发送的扩展信号上升/下降的矩形信号，而不使用任何载波特别是任何模拟高频载波。无线电发送机5不需要产生载波的电路和载波调制/解调电路，例如压控振荡器(VCO)和乘法器。

下面说明无线电接收机6。从发送天线115发送来的信号由接收天线121接收、LNA122放大并提供给去扩展装置123。

对去扩展装置123对LNA122输出的脉冲信号进行与无线电发送机5的扩频处理相对应的去扩展，并将去扩展信号提供给峰值检测器124。去扩展包括同步方法即进行与输入至去扩展装置123的信号码相位同步的去扩展，和异步方法即进行与码相位不同步的去扩展。第四实施例采用同步去扩展装置123。同步去扩展装置通常采用各种各样的延迟锁定环(DLLS)，但去扩展装置123不特别局限于它们。

峰值检测器124检测从去扩展装置123输出的信号峰值，并恢复数字信号(基带信号)。

图15和16示出图11无线电接收机6中的点D(去扩展装置123输出)和点E(峰值检测器124输出)的典型信号波形。图16放大并示出图15中的信号波形的部分P4。由去扩展装置123去扩展的点D的信号是与已发送数字信号的高/低电平对应的峰值信号。一旦接收点D的信号，峰值检测器124检测峰值并恢复已发送的数字信号，如图15B和16B所示。

如上所述，无线电接收机6接收不使用任何载波特别是任何模拟高频载波发送的数字信号。无线电接收机6不需要产生载波的电路和载波解调电路，例如VCO和乘法器。

下面将说明不用载波为什么能完成无线电通信的理由。无线电通信只能发送AC分量，而不能发送任何DC分量。由于发送具有围绕DC分量的功率谱峰值的基带信号是困难的，所以高频载波通常被高调制。

相反，根据第四实施例的无线电通信系统，通过直接扩频处理将要发送的数字信号IN扩展至高频，并由扩展信号生成脉冲状矩形信号，能有效地发送高频信号。当去扩展之后所希望的波的接收功率与干扰波功率的比(SI比)高于获得所要求的接收误码率所需要的SI比时，直接扩频处理使通信能够进行。如果必要的SI比能确保，虽然可交换的频带依赖于所用天线的频带，也不必发送/接收功率谱的全部主瓣。甚至在只发送/接收相当高频带侧的扩展信号的频谱时，通信也是可能的，类似于第四实施例。

更具体地说，当使用其所产生矩形信号宽度是3MHz扩展信号信号宽度的1/100的信号产生装置时，信号的功率谱从DC延伸至300MHz。例如，具有100MHz至300MHz宽带的天线可用来发送/接收扩展信号的频谱。当用码片速率为300MHz的扩展码扩展1MHz基带信号时，扩展信号功率谱的主瓣从DC延伸至300MHz。当使用通带为100MHz或更高的数字高通滤波器作为信号产生装置113时，已从信号产生装置113通过的扩展信号功率谱的主瓣几乎落在100MHz至300MHz范围内。利用宽带天线，能发送/接收扩展信号的频谱。结果，第四实施例实现不用载波的无线电通信。

如上所述，根据第四实施例，要发送的数字信号IN经历直接扩展产生矩形信号。脉冲传输通信成为可能，不使用任何载波无线电通信能完成。可免去模拟高频电路例如产生载波所需要的VCO以及上变频和下变频所需要的乘法器。形成系统的无线电发送机5和无线电接收机6的硬件规模可大为缩减，能实现简单的系统、低的成本和低的功耗。

另外，第四实施例实现用扩展码的相乘和无线电通信系统中的多重信道。通过在较宽频带发送/接收扩展信号，可增加距离和比特率，可获得例如抗多径干扰的效果，类似于扩频通信。由于无线电发送机5的主处理是数字信号处理，所以许多模拟电路大为缩减，成本和功耗也可大为减少。

根据第四实施例的无线电通信系统除了有与第二实施例的无线电通信系统相同的效果之外，还有如下效果。也就是说，使用信号产生装置可有效地发送高频信号分量。

[第五实施例]

下面将描述根据本发明的第五实施例。根据第五实施例的无线电通信系统在配置上与根据第四实施例的无线电通信系统相同，不同之处是无线电接收机的配置。下面参考附图说明第五实施例，并省略与第四实施例共同部分的描述。

图17是根据第五实施例的无线电通信系统中的无线电接收机配置方框图。如上所述，无线电发送机5具有与第四实施例中的发送机相同的配置，在图17中不作图示。

根据第五实施例的无线电接收机7包括接收天线131、低噪声放大器(LNA)132、信号再生装置133和去扩展装置134。在第五实施例中，信号再生装置133和去扩展装置134形成译码器。

从无线电发送机5发送来的信号由接收天线131接收、LNA132放大并提供给信号再生装置133。信号再生装置133检测LNA132输出的脉冲信号，再生此前由无线电发送机5的信号产生装置处理的矩形扩展信号，并将扩展信号提供给去扩展装置134。作为信号再生装置133，可利用匹配滤波器、使用运算放大器的积分器、比较器等等。就匹配滤波器而言，可使用无源元件，或者可输出CCD的操作、模拟信号处理或数字信号处理的结果。在任何情况下，信号再生装置133不受特别的限制，只要在接收脉冲信号时再生扩展信号就行。

去扩展装置134对信号再生装置133输出的扩展信号进行与无线电发送机5的扩频处理相对应的去扩展，由此恢复数字信号(基带信号)。去扩展包括同步方法即进行与输入至去扩展装置134的码相位同步的去扩展，和异步方法即进行不与码相位建立同步的去扩展。第五实施例使用同步去扩展装置。同步去扩展装置通常利用各种各样的延迟锁定环(DDLs)，但去扩展装置134不特别局限于它们。

图18和19示出图17和无线电接收机7中的点F(信号再生装置133的输出)和点G(去扩展装置134的输出)的信号波形。图19放大并示出图18中信号波形的部分P5。当信号再生装置133检测脉冲状无线电信号和进行再生处理时，得到图18A和19A中所示的扩展信号。当去扩展装置134接收扩展信号并进行去扩展时，恢复图18B和19B中所示的数字信号。由接收天线131接收的信号可考虑为调制脉冲信号的相位而作成的信号，如图11点C表示的。信号再生装置133具有足够的检测脉冲信号峰值极性的功能并输出高或低电平信号。

图20A、20B、20C、20D和20E示出信号再生装置133配置的例子。信号再生装置133由例如匹配滤波器1331和峰值检波器1332构成(图20A)。如果要使用匹配滤波器，可使用与无线电发送机5发送的脉冲信号形状相对应的匹配滤波器，能有选择地从接收天线131接收的信号中检测脉冲信号。匹配滤波器1331输出的信号峰值由峰值检波器1332检测，矩形扩展信号可再生。

如图20B所示，信号再生装置133可由匹配滤波器1331和积分器1333构成，通过积分器1333对匹配滤波器1331输出的信号积分来再生扩展信号。

如图20C所示，信号再生装置133可由匹配滤波器1331和比较器1334构成，通过比较器1334使匹配滤波器1331输出的信号双态化来再生扩展信号。

如图20D所示，信号再生装置133可由乘法器1335和1位计数器1336构成，用乘法器1335对LNA132输出信号的包络检波，用1位计数器1336对包络检波信号进行计数来再生扩展信号。在通过乘法器1335和平方律包络检波的检测中，响应LNA132输出信号的上升/下降而产生脉冲。由于上升和下降总是交替地出现在LNA132输出的信号中，所以可通过将包络检波脉冲之间的间隔固定至高电平或低电平来恢复扩展信号。每当乘法器1335输出一个脉冲时，1位计数器1336变输出一个高或低电平信号。

如图20E所示，信号再生装置133可由二极管1337和1位计数器1336构成，用二极管1337对LNA132输出信号的包络检波，用1位计数器1336计数包络检波信号进行计数来再生扩展信号。在任何情况下，信号再生装置133不限于这些配置只要具有相同功能就行。

如上所述，根据第五实施例的无线电接收机7接收不使用任何载波特别是任何模拟高频载波发送的数字信号，类似于第四实施例。无线电接收机7不需要产生载波的电路和载波解调电路，例如VCO和乘法器。

第五实施例具有与第四实施例相同的效果。此外，与脉冲信号的直接去扩展比较而言，第五实施例易于使用去扩展解调，因为矩形扩展信号是从已发送的脉冲信号被再生和去扩展的。

因为去扩展解调的处理增益，从信号再生装置133输出的扩展信号可稍包含误差，或者扩展信号不必是精确的矩形信号，这些不会抑止通信。

[第六实施例]

下面将描述本发明的第六实施例。根据第六实施例的无线电通信系统在配置上与根据第四实施例的无线电通信系统相同，不同之处是无线电接收机的配置。下面参照附图说明第六实施例，并省略与第四实施例共同部分的描述。

图21是根据第六实施例的无线电通信系统中无线电接收机的配置方框图。如上所述，无线电发送机5具有与第四实施例中的发送机相同的配置，在图21中不作图示。

根据第六实施例的无线电接收机8包括接收天线141、低噪声放大器(LNA)142、信号再生装置143、去扩展装置144和峰值检测器145。在第六实施例中，信号再生装置143、去扩展装置144和峰值检测器145构成译码器。

从无线电发送机5发送的信号由接收天线141接收、LNA142放大并提供给信号再生装置143。

类似于第五实施例的信号再生装置133，信号再生装置143从LNA142输出的信号再生此前无线电发送机5的信号产生装置处理的矩形扩展信号，并将扩展信号提供给去扩展装置144。

去扩展装置144对信号再生装置143输出的扩展信号进行与无线电发送机5的扩频处理相对应的去扩展，并将去扩展信号提供峰值检测器145。去扩展包括同步方法即进行与输入到去扩展装置144的扩展信号的码相位同步的去扩展，和异步方法好进行与码相位不建立同步的去扩展。第六实施例使用异步去扩展装置。作为异步去扩展装置，可使用无源元件例如SAW器件的匹配滤波器，采用CCD、模拟信号处理或数字信号处理的匹配滤波器也可使用，或者可使用图5所示的配置。但是，去扩展装置144不特别限于这些，只要能进行异步去扩展译码就行。

峰值检测器145检测去扩展装置144输出的信号峰值，并恢复数字信号(基带信号)。

图22和23示出图21无线电接收机8中的点H(信号再生装置143的输出)、点I(去扩展装置144的输出)和点J(峰值检测器145的输出)的典型波形。图23放大并示出图22中信号波形的部分P6。当信号再生装置143检测到脉冲状无线电信号并进行再生处理时，便得到图22A和23A中所示的扩展信号。如图22B和23B中所示，当去扩展装置144接收扩展信号并进行去扩展时，则再生数字信号的部分。峰值检测器145接收去扩展信号、检测峰值并恢复图22C和23C所示的数字信号。

如上所述，根据第六实施例的无线电接收机8接收不使用任何载波特别是任何模拟高频载波发送的数字信号，类似于第四实施例。因此，无线电接收机8不需要产生载波的电路和载波解调电路，例如VCO和乘法器。

第六实施例具有与第五实施例相同的效果。此外，与同步去扩展装置相比较，第六实施例能缩减硬件规模并能降低功耗，因为去扩展是异步进行的。

[第七实施例]

下面将描述本发明的第七实施例。根据第七实施例的无线电通信系统与根据第四实施例的无线电通信系统在无线电发送机5的配置上相同，不同之处是无线电接收机的配置。下面参考附图说明第七实施例，并省略与第四实施例共同部分的说明。

图24是根据第七实施例的无线电通信系统中的无线电接收机的配置方框图。如上所述，无线电发送机5具有与第四实施例中的发送机相同的配置，在图24示图示。

根据第七实施例的无线电接收机9包括接收天线151、低噪声放大器(LNA)152、去扩展装置153、积分装置154和峰值检测器155。在第七实施例中，去扩展装置153、积分装置154和峰值检测器155构成译码器。

从无线电发送机5发送的信号由接收天线151接收、LNA152放大并提供给去扩展装置153。

去扩展装置153对LNA152输出的信号进行与无线电发送机5的扩频处理相对应的去扩展，并将扩展信号提供给积分装置154。去扩展包括同步方法即进行与输入至去扩展装置153的扩展信号的码相位同步的去扩展，和异步方法即进行码相位不建立同步的去扩展。第七实施例使用异步去扩展装置。作为异步置，可使用无源元件例如SAN器件的匹配滤波器，采用CCD、模拟信号处理或数字信号处理的匹配滤波器也可使用，或者可使用图5所示的配置。但是去扩展装置153不特别局限于这些，只要它能进行异步去扩展译码就行。

积分装置154对由去扩展装置153去扩展的信号进行积分，并将已积分的信号提供给峰值检测器155。作为积分装置154，可使用匹配滤波器，也可使用积分操作的运算放大器，或者可使用比较器电路。关于匹配滤波器，可使用无源元件，或者或输出由CCD、模拟信号处理或数字信号处理的积分操作结果。但是，积分装置154不特别局限于这些。

峰值检测器155检测积分装置154输出的信号峰值，并恢复数字信号(基带信号)。

图25和26示出图24无线电接收机9中的点K(去扩展装置153的输出)、点L(积分装置154的输出)和点M(峰值检测器155的输出)的典型波形。图26放大并示出图25中信号波形的部分P7。异步去扩展装置153对脉冲状无线电信号进行去扩展。去扩展装置153按照已发送的数字信号的高/低电平对图25A和26A中所示的脉冲信号的相位进行调制，并输出相位-调制信号。积分装置154检测脉冲信号的相位，并输出与所检测相位相对应的峰值信号，如图25B和26B中所示。峰值检测器155检测峰值信号，并基于所检测的峰值恢复图25C和26C中所示的数字信号。

如上所述，根据第七实施例的无线电接收机9接收不使用任何载波特别是任何模拟高频载波发送的数字信号，类似于第四实施例。无线电接收机9不需要产生载波的电路和载波解调电路，例如VCO和乘法器。

第七实施例具有与第六实施例相同的效果。

[第八实施例]

下面将描述本发明的第八实施例。根据第八实施例的无线电通信系统与根据第四实施例的无线电通信系统在无线电发送机5的配置上相同，不同之处是无线电接收机的配置。下面参考附图说明第八实施例，并省略与第四实施例共同部分的描述。

图27根据第八实施例的无线电通信系统中无线电接收机的配置方框图。如上所述，无线电发送机5具有与第四实施例中的发送机相同的配置，在图27中不作图示。

根据第八实施例的无线电接收机10包括接收天线161、低噪声放大器(LNA)162、去扩展装置163和峰值检测器164。在第八实施例中，去扩展装置163和峰值检测器164构成译码器。

当扩展信号直接从发送天线发送，或者产生与扩展信号的上升/下降相对应的信号然后从天线发送时，从天线发送扩展信号的高频分量。此时，发送的信号由根据第七实施例的无线电接收机9接收，并经受去扩展得到如图25A和26A所示的信号。使用给定值作为中心而不管发送信号的高/低电平，正的和负的峰值表现为无DC分量传播造成的影响，因为从去扩展装置153输出的信号相位根据传输数据的高/低电平来反转，所以如在第七实施例中所述，通信可通过确定输出信号的相位来完成。

第七实施例需要积分装置154，用于确定去扩展信号的相位。从去扩展装置153输出的峰值信号的宽度随扩展信号的码片速率的增加而变窄。因此，随着码片速率的增加难以确定图25A和26A所示的信号的相位。

第八实施例通过在去扩展处理中对去扩展码序列进行给定的转换解决了第七实施例的问题。下面说明去扩展码序列的转换。

设S为扩展信号、C为扩展码和P为扩展信号S与扩展码C之间的相关值，则相关值P由下式给出

$P=C_1\·S_1+C_2\·S_2+\·\·\·+C_{31}\·S_{31}$

$=C_1\·\underset{i=-\∞}{\overset{1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔS}}_i+C_1\·\underset{i=-\∞}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔS}}_i+\·\·\·+C_{31}\·\underset{i=-\∞}{\overset{31}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔS}}_i$

$=(C_1+C_2+\·\·\·+C_{31})\·\underset{i=-\∞}{\overset{0}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔS}}_i$

$+(C_1+C_2+\·\·\·C_{31})\·{\mathrm{\ΔS}}_1$

$+(C_2+\·\·\·+C_{31})\·{\mathrm{\ΔS}}_2\·\·\·\left(1\right)$

$+\·\·\·$

$+\left(C_{31}\right)\·{\mathrm{\ΔS}}_{31}$

$=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_k\·S_0+\underset{k=1}{\overset{31}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ΔS}}_k\·\underset{r=k}{\overset{31}{\mathrm{\Σ}}}{C}_r)$

通过无线电传播扩展信号S的高频分量的操作，等同对于扩展信号S进行微分运算(微分调制)。在等式(1)中，扩展码C的长度是31，ΔS是对扩展信号S进行微分操作(微分调制)而作成的信号。

因为根据扩展码C的性质，几乎为0，所以相关值P实质上为

$P\≈\underset{k=1}{\overset{31}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ΔS}}_k\·\underset{r=k}{\overset{31}{\mathrm{\Σ}}}{C}_r)\·\·\·\left(2\right)$

通常，扩展码C的长度M由下式给出：

$P\≈\underset{k=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ΔS}}_k\·\underset{r=k}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_r)\·\·\·\left(3\right)$

也就是说，相关值峰值信号可通过用满足等式(3)的扩展码C对扩展信号的高频分量ΔS进行相关值运算而得。

图28是根据第八实施例的去扩展装置163的配置示例方框图。在图28的示例中，扩展码C的长度M是7。图28的去扩展装置163包括：比较器电路631，其将从LNA162输入的扩展信号的高频分量ΔS转换为与第一时钟f1同步的数字信号，时钟f1具有与扩展信号扩展所用时钟相同的频率；(N-1)延迟电路632a至632g，其输出的是比较器电路631输出的信号经延迟第一时钟f1的一个周期至(N-1)个周期(N是2或更大的整数)所得的(N-1)个信号；产生扩展码C的扩展码产生电路633；N个乘法器634a至634g，它们将延迟电路632a至632g输出的信号与从扩展码产生电路633输出的扩展码C分别相乘；和将乘法器634a至634g输出的信号相加的加法器635。

比较器电路631基于预定的阈值确定第一时钟f1的每一周期输入信号的电平，将扩展信号转换为高或低电平的1位数字数据，并输出该数据。延迟电路632a将比较器电路631输出的信号延迟时钟f1的一个周期，并将延迟的信号输出至延迟电路632b和乘法器634a延迟电路632b至632f的操作也与上述相同。延迟电路632g将延迟电路632f输出的信号延迟时钟f1的一个周期，并将延迟的信号输出至乘法器634g。

扩展码产生电路633产生扩展码C。当用于发送侧扩展的扩展码序列是{1、0、0、1、1、1、0}时，则用于去扩展的扩展码序列为由等式(3)计算的{-1、0、1、2、1、0、1}。延迟电路632a至632g输出的信号与扩展码产生电路633输出的信号由乘法器634a至634g按相应信号相乘。乘法器634a至634g的乘法由加法器635相加，加法器635输出总和。

峰值检测器164检测加法器635输出信号的峰值，并输出基带信号。

图29示出要发送的扩展信号S以及图27的无线电接收机10中的点Q(接收的信号)和点K(去扩展装置163的输出)的典型波形。图29B示出从天线发送的图29A所示扩展信号S，由无线电接收机10的天线161接收的信号。当去扩展装置163去扩展图29B的信号时，得到如图29C所示的信号。在图29C中，仅得从中心值上侧的正峰值信号，与图25A和26A不同。

图30示出其中时间间隔由图29中的时间间隔延长的示例。图30A是要发送的数据信号(基带信号)IN的信号波形图，图30B是无线电接收机10中的K(去扩展装置163的输出)的信号波形图。

如上所述，根据第八实施例，利用满足等式(3)的扩展码C可得到与发送信号的高/低电平相应的极性峰值信号。第八实施例不需要使用任何确定去扩展信号的相位的积分装置，基带信号甚至能以扩展信号的高码片速率进行解调。

注意，与第一时钟f1同步的相继进行取样/保持操作的取样/保持电路，可代替第八实施例的去扩展装置163中的比较器电路631和延迟电路632a至632g。

[第九实施例]

下面将说明本发明的第九实施例。在第二至第八实施例中，发送的是从DC延伸至300MHz的扩展信号频谱主瓣中100MHz至300MHz的频带。第二至第八实施例的发送信号频谱图示在图10中。

相反，在第九实施例中，只输出扩展码片速率频带以外的第n次(n为2或更大的整数)谐波频带的脉冲信号，并从信号产生装置113发送。第九实施例的发送信号频谱图示在图31中。在图31的示例中，只发送码片速率的二次谐波频带(300至600MHz)。扩展信号频谱底部的频带例如图31中的频带BA被发送，当在根据例如无线电原理规则进行输出的范围内增加传输输出时，效率降低。在第九实施例中，仅通过发送第九次谐波频带的信号就能完成。根据传输输出的有效传输。

本发明能应用于通过无线电波发送/接收数字信号的无线电通信。

Claims (8)

1.一种无线电通信系统，包括无线电发送机和无线电接收机，所述无线电发送机包括：编码装置，其用于对要发送的数字信号进行编码；和发送天线，其发送已由所述编码装置编码的信号，所述无线电接收机包括：接收天线，其接收已发送的信号；和译码装置，其用于对所述接收天线所接收的信号进行与编码相对应的译码，并恢复数字信号，

其中，通信是不使用任何载波进行的；

所述编码装置包括：扩展装置，其将要发送的数字信号乘以扩展码进行扩频处理；和信号产生装置，其响应被所述扩展装置扩展的信号的上升和下降，产生脉冲信号，并向所述发送天线输出脉冲信号，和

所述译码装置包括：去扩展装置，其使用与被微分的扩展信号相对应的扩展码，对所述接收天线接收的信号进行去扩展；和峰值检测装置，其用于检测被所述去扩展装置去扩展的信号的峰值，并恢复数字信号。

2.根据权利要求1的无线电通信系统，其特征在于：令ΔS为被微分的扩展信号，C为与扩展信号ΔS相对应的扩展码，P为扩展信号ΔS与扩展码C之间的相关值，M为扩展码C的码长，建立

$P\≈\underset{k=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ΔS}}_k\·\underset{r=k}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_r).$

3.根据权利要求1的无线电通信系统，其特征在于：所述信号产生装置只以扩展码片速率输出第n次谐波频带中的脉冲信号，其中n是不小于2的整数。

4.一种无线电接收机，其接收来自无线电发送机的信号，所述无线电发送机对要发送的数字信号进行编码，并不使用任何载波发送数字信号，所述无线电接收机包括：

接收天线，其接收已发送的信号，和

译码装置，其用于对所述接收天线接收的信号进行与编码相对应的译码，并恢复数字信号；

其中，所述无线电接收机接收来自无线电发送机的信号，所述无线电发送机响应通过对要发送的数字信号进行扩频处理而获得的扩展信号的上升和下降，产生脉冲信号，并且不使用任何载波发送脉冲信号，和

所述译码装置包括：去扩展装置，其使用与被微分的扩展信号相对应的扩展码，对所述接收天线接收的信号进行去扩展；和峰值检测装置，其用于检测被所述去扩展装置去扩展的信号的峰值，并恢复数字信号。

5.根据权利要求4的无线电接收机，其特征在于：令ΔS为被微分的扩展信号，C为与扩展信号ΔS相对应的扩展码，P为扩展信号ΔS与扩展码C之间的相关值，M为扩展码C的码长，建立

$P\≈\underset{k=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ΔS}}_k\·\underset{r=k}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_r).$

6.一种无线电通信方法，包括：对要发送的数字信号进行编码的编码步骤，发送编码步骤中已编码信号的发送步骤，接收已发送信号的接收步骤，和对接收步骤中接收的信号进行与编码相对应的译码并恢复数字信号的译码步骤，

其中，不使用任何载波进行通信，

编码步骤包括：对将要发送的数字信号乘以扩展码进行扩频处理的扩展步骤，和响应扩展步骤中的信号的上升和下降产生脉冲信号的信号产生步骤，和

译码步骤包括：使用与被微分的扩展信号相应的扩展码对接收步骤中接收的信号进行去扩展的去扩展步骤，和检测去扩展步骤中被去扩展的信号的峰值并恢复数字信号的峰值检测步骤。

7.根据权利要求6的无线电通信方法，其特征在于：令ΔS为被微分的扩展信号，C为与扩展信号ΔS相应的扩展码，P为扩展信号ΔS与扩展码C之间的相关值，M为扩展码C的码长，建立

$P\≈\underset{k=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ΔS}}_k\·\underset{r=k}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_r).$

8.根据权利要求6的无线电通信方法，其特征在于：在信号产生步骤中，只输出扩展码片速率下的第n次谐波频带中的脉冲信号，其中n是不小于2的整数。

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