CN100423461C - 改进的uwb电信系统以及用在其中的收发信机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以码元编码装置调制的至少一个脉冲序列的形式发射数据的系统。该码元编码装置包括连接到多个天线ANTi的多个信号编码器ENCi，并且每个信号编码器ENCi包括：脉冲发生装置PGi，用于递送一个基本脉冲序列PSQi；能量分离装置ENSPi，用于把所述基本脉冲序列分离成子序列Psqi1...PsqiK；信号调制装置SGM1...SGMK，用于向每个子序列应用可调系数；以及合并装置CMBMi，用于把所有子序列Tsgil...TsgiK合并成要由与编码器ENCi相连的天线ANTi发射的信号Tsgi。由于本发明，每个信号编码器ENCi被链接到单个天线ANTi，这能够确保所述天线在它自己的工作频率范围内将具有基本恒定的物理特性。

Description

改进的UWB电信系统以及用在其中的收发信机

技术领域

本发明涉及一种包括至少一个发射机和一个接收机的电信系统，所述发射机和接收机分别用来发射和接收由在发射机中包含的码元编码装置调制的至少一个脉冲序列所形成的信号。

背景技术

目前研究这种电信系统的目的是估计所谓的超宽带传输技术(另外分别被称为UWB系统和技术)的实用性。在这种系统中，每个发射机可以由码片号码所形成的一个特征(signature)来标识，所述码片号码识别脉冲各自在相关时间窗口内的位置，此特征本身十分强健，并因此可以可靠且准确地被传送给所有可能的接收机。

在UWB系统中使用的脉冲很短，其具有例如低于1纳秒的持续时间，这给此类系统提供至少大至7.5GHz的带宽，从而给此类系统带来高灵活性以及因此大量可能的应用。

如上所述的脉冲序列可以形成载送信号，通过所述载送信号的调制，信息可以在所述载送信号上被编码。本发明人已经注意到：由于所涉及的脉冲不长，所以与给定脉冲序列的精确同步在接收机端可能难以执行，因此选定的调制方案优选地应该涉及尽可能少的与时间相关的参数以便节省成本。本发明人因此选择了一种调制方案，根据该调制方案，由脉冲序列载送的信息可以在接收机一端被恢复而不必相对于时间精确映射接收到的脉冲序列，此目的通过把每个脉冲序列与一个表示要由所述脉冲序列载送的一个码元的数值相乘来实现，因此由相应发射的信号所载送的信息基本上可以由这些信号所载送的功率来表示，此功率与在这样一个信号内包括的脉冲的幅度相关。

要解决的另一个问题关系到根据上述原理而被使用的载送信号的大的带宽。事实上，虽然在已知的现有技术中不是完全不可能，但是设计在7.5GHz带宽上具有不变物理特性的电子电路和天线也是很难的，所述不变物理特性例如是一个恒定的增益，该恒定增益对于为系统所有用户确保相同服务质量而不管为每个用户选择的载送频率如何是所必需的。

发明内容

通过提出如上文所述的在UWB电信系统中实际实施允许编码、发射、接收并解码脉冲序列的组件，本发明能够实际上实现上面提及的原理。

事实上，根据本发明的第一方面，在开头段落中所述的码元编码装置包括连接到多个天线的多个信号编码器，并且每一个编码器都包括：

脉冲发生装置，用于递送一个基本脉冲序列；

能量分离装置，用于把所述基本脉冲序列分成要在相应的频率子频带内发射的至少两个子序列；

信号调制装置，用于把一个可调系数应用到每个子序列中，该可调系数表示要由所述子序列载送的码元；以及

合并装置，用于把由信号调制装置递送的所有子序列合并成为一个要由天线发射的信号，编码器被连接到所述天线上。

由于本发明，每个信号编码器被链接到一个单个的天线，该天线为该系统可用的总带宽的一部分而被优化。每个天线以及在相关信号编码器中包括的每个组件因此将具有一个有限的工作频率范围，这又减轻了所述天线或组件的设计，并且能够确保所述天线或组件在它自己的工作频率范围内将具有基本恒定的物理特性。

根据本发明所执行的能量分离能够在单个脉冲序列的基础上产生将通过由多个发射天线所支持的多个通信信道之一同时发射的至少两个码元的一个组，并因此使根据本发明的电信系统相对于本领域已知的UWB系统能够提供一个显著增加的吞吐量。这个特定实施例的显著之处还在于：每一个信号编码器虽然包括一个单个的脉冲发生器，但是该信号编码器能够生成多个已编码的脉冲序列。

能量分离装置可以由Wilkinson分离器构成，该Wilkinson分离器包括用于产生至少两个频率子频带的至少两个带通滤波器。这样的分离器实现起来很便宜，但具有把被分成每个输出子频带的能量除以子频带的总数的缺点。

有利地，脉冲发生装置将包括：时钟信号发生器、用于产生延迟时钟信号的延迟门、以及用来合并时钟信号和延迟的时钟信号以用于递送一个基本脉冲序列的输出门。

这样一个实施例十分简单且在成本上划算，并且能够生成基本具有同一形状与同一宽度的脉冲，所述宽度大致对应于时钟信号通过延迟门所需的延迟时间，所述延迟门可以由一个简单的反相器来构成，在此情况下，输出门可由一个XNOR门来构成。

优选地，脉冲发生装置还将包括二进制振荡器，该二进制振荡器用来递送交替的二进制数值以用于交替地选择所述输出门的非反相输出或反相输出。

脉冲发生装置的这个实施例能够获得正与负脉冲的一个交替分布，这将不影响由所述脉冲所载送的信息，因为根据本发明人选择的调制方案，所述信息与所述脉冲的平方相关，但是允许防止在频域中出现高幅度的峰值，此峰值会干扰不包括在电信系统中的设备。这样的频率干扰通常应该被限制，并且由欧洲委员会指令(Directive)83/336 CEE以及由美国联邦通信委员会的规则来规定。

由信号调制装置执行的调制可以是一个简单的开关键控调制，在此情况下，该调制装置将基本上包括一个开关阵列，用于允许所选择的子序列到达合并装置。

由信号调制装置执行的调制也可以是幅度调制，在此情况下，该调制装置将基本上包括一个信号乘法器的阵列，每个信号乘法器用来把一个给定的子序列与一个可调编码值相乘。于是每个信号乘法器可以根据吉尔伯特单元(Gilbert cell)构造，吉尔伯特单元是被设计成借助于三对差动晶体管来把两个模拟信号混合在一起的一个简单又熟知的模拟电路。可调编码值可以大于1，在此情况下信号乘法器将充当放大器。可调编码值也可以小于1，在此情况下信号乘法器将充当衰减器或分频器，并且可由一个简单的分频电桥构成。

根据上述的本发明的变形，发射机还包括码元解码装置，该码元解码装置包括连接到多个天线的多个信号解码器，并且每个信号解码器包括：

能量分离装置，用于把由相关天线接收到的输入信号分成要在相应频率子频带内解调的至少两个子信号；以及

信号解调装置，用于识别在每个子信号内的一个可调系数，该可调系数在输入信号发射之前可被应用到每个子序列上，然后将表示由所述子序列所载送的码元。

如上所述的发射机实际上形成收发信机，因为借助于每一个与信号解码器耦合在一起的多个天线，所述发射机不但能够发射调制的脉冲序列，而且能够接收这样的脉冲序列，所述天线被优化用于系统可用总带宽的一部分。每个天线以及在相关信号解码器中包括的每个组件因此将有一个有限的工作频率范围，这又减轻了所述天线或组件的设计，并使得能够确保所述天线或组件将在它自己的工作频率范围内具有基本上恒定的物理特性。

作为一个附加的优点，装备有如上所述的多个发射和接收天线的收发信机也可以根据全双工通信方案进行工作。

信号编码器和信号解码器可以分别耦合到两组分开的发射和接收天线上。一个更节省成本的实施例能够替换使用用于发射或接收目的的任何给定天线。

根据本实施例，在所述收发信机中包含的每个天线经由开关装置连接到信号编码器和信号解码器，在所述信号编码器中包含的合并装置和在所述信号解码器中包含的能量分离装置由相同的可逆频率多路复用模块构成。

这种频率多路复用模块具有基本上对称的结构，并可根据通过所述频率多路复用模块所沿着的方向而用于合并或用于分离信号。上述实施例因此不但允许使用相同的天线以用于发射或接收编码脉冲序列，而且能够使用相同的组件以用于实现信号编码器的合并装置和在所述信号解码器中包含的能量分离装置，并因此降低了包括此类码元编码和解码装置的收发信机的总成本。

具有可逆结构的频率多路复用模块例如可以包括第一双工器，该第一双工器被连接到并行排列的两个另外的双工器上。

有利的是，所述双工器的至少一个以及优选地是每一个将包括经由两个相同的滤波器连接在一起的两个90°混合四极子(quadripole)，这是一个简单且很节省成本的结构。

优选地，每个90°混合四极子将由一个Lange耦合器形成，它也十分便宜且易于集成。

根据它的另外一个方面，本发明还涉及一种能够发射由至少一个脉冲序列形成的信号的装置，此装置包括用来把每个脉冲序列与一个表示要由所述脉冲序列载送的码元的数值相乘的码元编码装置，此码元编码装置包括连接到多个天线的多个信号编码器，并且每个信号编码器包括：

脉冲发生装置，用于递送一个基本脉冲序列；

能量分离装置，用于把所述基本脉冲序列分成要在相应的频率子频带内发射的至少两个子序列，用于发射的可用总带宽被划分成为这些频率子频带；

信号调制装置，用于把一个可调系数应用于每个子序列上，所述可调系数表示要由所述子序列载送的码元；以及

合并装置，用于把由信号调制装置递送的所有子序列合并成为要由天线发射的信号，编码器被连接到所述天线上。

关于划分总带宽的相同原理也可以分别被使用在UWB无线链路的接收机端。根据它的又一个方面，本发明因此还涉及一种能够接收由至少一个脉冲序列形成的信号的装置，此装置包括码元解码装置，该码元解码装置包括连接到多个天线上的多个信号解码器，并且每个信号解码器包括：

能量分离装置，用于把由相关天线接收到的输入信号分成要在相应的频率子频带内解调的至少两个子信号，用于发射的可用总带宽被划分成为这些频率子频带，每个子信号可能(potentially)包括一个脉冲序列；以及

信号解调装置，用于识别在每个子信号内的一个可调系数，该可调系数在输入信号发射之前可以被应用到相关的脉冲序列上，然后将表示由所述子序列所载送的码元。

附图说明

从关于附图给出的下述说明的阅读中将更清楚地显现上面提及的本发明的特征以及其它特征，在附图中：

图1是描述其中使用本发明的电信系统的框图；

图2是一个计时图，它描述了构成在这样一个电信系统中发射的载送信号的一个脉冲序列；

图3是一个计时图，它描述了可以用于生成这样一个序列的一个脉冲模型；

图4是一个计时图，它描述了包括多个脉冲序列的一个数据帧；

图5是描述根据本发明的一个方面在发射机中包含的码元编码装置的框图；

图6是描述根据本发明的另一个方面在接收机中包含的码元解码装置的框图；

图7是描述根据本发明的一个方面在码元编码装置中包含的信号编码器的框图；

图8是描述根据本发明的另一个方面在码元解码装置中包含的信号解码器的框图；

图9是描述信号编码器和信号解码器的优选交叉(interleave)实施例的框图；

图10是描述在这样一个交叉实施例中包含的频率多路复用模块的框图；以及

图11是描述在这样一个频率多路复用模块中包含的双工器的框图。

具体实施方式

图1描述了一个在其中体现本发明的电信系统SYST。这个系统SYST包括至少一个发射机TRD和一个接收机RCD，它们例如可以都由诸如移动电话之类的装置来构成。发射机TRD用来在Ns个时间窗口Tf上发射由至少一个具有Ns个脉冲的序列pj(j＝1到Ns)形成的信号Tsg，每个脉冲被封闭在一个时间码片Tc内，该时间码片在其相关时间窗口内的位置由码片号码cj(j＝1到Ns)来定义。在这个序列中包含的脉冲数目Ns例如可以被选择等于128，而每个时间窗口Tf的宽度可以被选择等于100纳秒，对于每个时间码片Tc有1纳秒的宽度。

根据本发明，发射机TRD包括用来使每个脉冲序列与表示要被所述脉冲序列载送的码元的一个编码值相乘的码元编码装置ENC，以及接收机RCD包括用来从发射信号Tsg的内容中识别并恢复所述编码值的码元解码装置DEC。

由发射信号Tsg载送的信息基本上将由这个信号Tsg载送的功率来表示，此功率与在所述信号Tsg内包括的脉冲幅度相关(如果选择幅度调制方案的话)或者只与实际上发射的脉冲数目相关(如果选择开关键控调制方案的话)。此信息然后可以由接收机RCD恢复，而所述接收机RCD不必相对于时间精确地映射接收的脉冲序列。

图2以计时图的形式描述了这样一个发射信号Tsg，根据此计时图，每个脉冲序列具有一个总持续时间Ts，该总持续时间Ts被分成每个具有持续时间Tf的时间窗口，每个时间窗口被细分为时间码片Tc，每个窗口内的单个时间码片用来包围一个脉冲pj(j＝1到Ns)，借助于码片号码cj识别此单个时间码片。这个发射信号Tsg的发射机因此将由所有的上述码片号码cj(j＝1到Ns)共同形成的特征Sg＝(c1，c2...cNs)来识别，此特征Sg本身十分强健，并因此可以被可靠且精确地传送给所有可能的接收机。

根据本发明，属于在这个图中所示脉冲序列的每个脉冲pj(j＝1到Ns)已经乘以以此序列载送的功率的形式表示要被所述脉冲序列载送的码元的一个相同可调编码值V1，参考数字“1”表示被分配给所考虑的脉冲序列的一个参考数字。

此外，脉冲pj(j＝1到Ns)乘以数值αj，对于一个给定的序列，αj交替地被选择等于+1或-1。在此所示出的例子中，脉冲pj(j＝1到Ns)是正的。

正的与负的脉冲的这种交替分布不影响由所述脉冲载送的信息，因为所述信息与所述脉冲的平方相关，这允许防止在频域中出现高幅度的峰值。

在此所示出的脉冲序列的所有脉冲pj(j＝1到Ns)另外可能在码元编码步骤过程中受到时间抖动dtl的作用。

由时间延迟装置引入的时间抖动dtl将相对于将由通信信道产生的延迟扩展而被保持为很小，其中，调制信号将通过该通信信道发射。延迟扩展例如可能具有30到100纳秒的数值，因此所选择的时间抖动dtl优选地将低于5纳秒。根据本发明，这样一个时间抖动将不会影响每个脉冲序列所载送的信息，并且主要把一个附加的灵活度加到调制方案上。事实上，时间抖动dtl对于所有目的来说都是在接收机一端被认为是未知的。

发射信号Tsg因此可以按照如下形式被表达：

$\mathrm{Tsg}\left(t\right)=\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Vl}.\mathrm{\αj}.\mathrm{pj}(t-\mathrm{cj}-j.\mathrm{Tf}-\mathrm{dtl})$

在本发明的一个在此未示出的替换实施例中，发射信号Tsg优选地将由一个预确定数目的子序列叠加来构成，其每一个子序列都如上文中所解释的那样被调制。

在这样一个实施例中，顺序(rank)为k的每一个子序列(k＝1到K，其中K是子频带的总数)将被表达为：

$\mathrm{Tsgk}\left(t\right)=\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Vkl}.\mathrm{\αkj}.\mathrm{pkj}(t-\mathrm{ckj}-j.\mathrm{Tf}-\mathrm{dtkl}),$

和

$\mathrm{Tsg}\left(t\right)=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Tsgk}\left(t\right)$

本发明的这个实施例实现了通过同一通信信道同时发射若干码元，并因此显著增加这样的系统的吞吐量。这个实施例还通过允许提取特定窄带发射所干扰的子频带来实现防止窄带干扰。

此外，多个天线可以同时被使用，以用于在相应的多个预定子频带上发射如上所述的多个信号Tsg，其中用于发射的可用总带宽之前已被分成这些子频带，每个信号Tsg由被连接到相关发射天线上的解码器递送。

图3是另一个计时图，它描述了可以被选择用于构成上述脉冲的一个可能形状p(t)。虽然同一序列的脉冲pj(t)(j＝1到Ns)可能具有不同的形状，倘若它们都具有基本上相同的宽度并且载送相同数量的能量的话，但是优选地，所有脉冲pj(t)(j＝1到Ns)将具有相同的形状，因为使用用于产生它们的相同的脉冲发生器将更节省成本。在此示例中描述的形状p(t)被定义为二阶高斯函数的倒数，它可以在数学上被表达为p(t)＝A·[1-4π(t/Tw)²]·exp(-2π(t/Tw)²)。对于本领域的技术人员已知的其它脉冲形状当然也可以用于此相同目的中。下文将描述用来产生具有另一形状的脉冲的一个脉冲发生器。

图4是又一个计时图，它描述了由诸如上述那样的连续脉冲序列所形成的一个数据帧DF，其每一个脉冲序列都有一个总持续时间Ts、一个周期性地被插入在两个这样的序列之间以便防止一个给定序列被随后一个序列改变的保护时间间隔GI，此改变例如可以由所述脉冲序列之间的互调制产物所引起。这个数据帧DF因此由连续帧构成，每一个连续帧都有一个持续时间Tr，其中Tr＝Ts+GI，并且每一个连续帧都包括如上所述的一个脉冲序列。

在特定的应用中，任何给定发射机的特征可以在所述发射机内动态地生成，并且因此可以是一个脉冲序列与另外一个脉冲序列各不不同。例如可以借助于预先编程的可移位寄存器的特定控制来生成这样一个特征。在这样的应用中，任何给定的接收机必须能够再生与每个脉冲序列对应的每个特征，这可以通过向所述接收机提供一个可移位寄存器来实现，所述可移寄存器例如以媒体访问控制信号的形式由电信系统的控制基本设施根据预先发送给所述接收机的指令来预先编程和控制。

用来接收这种数据帧DF的装置因此必须只能够测量表示连续脉冲序列载送的连续功率量的数量，以便识别数据帧DF的信息内容，而不必相对于时间精确地映射接收的脉冲序列。

图5用图解法示出了根据本发明的一个发射装置TRD，它包括连接到多个天线ANTi(i＝1到N)的多个信号编码器ENCi(i＝1到N)。正如上文所解释的，每个信号编码器ENCi用来从一个数字信号处理器DSP中接收由被应用到K个脉冲子序列上的K个系数构成的编码字WDi[1:K]，所述K个脉冲子序列将被合并为由天线ANTi发射的单个信号Tsgi(i＝1到N)。

每个天线ANTi(i＝1到N)以及在相关信号编码器ENCi中包含的每个组件因此将有一个有限的工作频率范围，这又减轻了所述天线或组件的设计，并使得能够确保所述天线或组件在它自己的工作频率范围内将基本上具有恒定的物理特性。系统总的可用带宽可以被包括在3.1和10.6GHz之间，在此情况下，使用连接到六个天线ANTi(i＝1到6)的六个分开的信号编码器ENCi(i＝1到6)将能够把每个信号编码器和天线的频谱工作范围限制为1.25GHz频带，这可以通过使用现成的组件和天线来解决。

图6用图解法示出了根据本发明另一方面的一个接收装置RCD，它包括连接到多个天线ANTi(i＝1到N)的多个信号解码器DECi(i＝1到N)。正如上文所解释的，每个天线ANTi用来向每个信号解码器DECi(i＝1到N)递送，其中每一个解码器都包括K个合并的脉冲子序列，每个信号解码器DECi又用来向数字信号处理器DSP递送由被初始应用到所述K个子序列上并从所述输入信号Rsgi中提取的K个系数构成的编码字WDi[1:K]。

图7用图解法示出了根据本发明一个变形在码元编码装置中包括的信号编码器ENCi。此信号编码器ENCi包括：

脉冲发生装置PGi，用于产生一个基本脉冲序列PSQi；

能量分离装置ENSPi，用于把所述基本脉冲序列PSQi分成在相应的频率子频带内发射的至少K个子序列Psqik(k＝1到K)；

信号调制装置SGMik(k＝1到K)，用于向每个子序列Psqik应用一个可调系数WDik(k＝1到K)，所速可调系数WDik表示由所述子序列Psqik载送的码元；以及

合并装置CMBMi，用于把信号调制装置SGMik递送的所有子序列Tsgik(k＝1到K)合并成为由天线ANTi发射的一个信号Tsgi，编码器ENCi被连接到所述天线ANTi。

在此所述的本发明的实施例中，脉冲发生装置包括时钟信号发生器CkGi、用于产生延迟时钟信号的延迟门INVi和一个输出门XNRi，该输出门XNRi用来合并时钟信号CKi和延迟的时钟信号以用于递送一个基本脉冲序列PSQi。

这样一个实施例十分简单且节省成本，并且实现了产生基本上具有相同形状和相同宽度的脉冲，该宽度大致对应于时钟信号信号通过延迟门INVi所需要的延迟时间，该延迟门INVi在此示例中由一个简单的反相器构成，该输出门XNRi由一个XNOR门构成。

脉冲发生装置还包括一个二进制振荡器RdGi，该二进制振荡器RdGi用来递送交替的二进制数值+1或-1以用于驱动多路复用器MXPi，该多路复用器MXPi用来交替地选择由所述输出门XNRi的非反相输出Q或反相输出Qn递送的信号，以便用于构成基本脉冲序列PSQi。

脉冲发生装置的这个实施例使得能够获得正的和负的脉冲的一个交替分布，这将不影响由所述脉冲载送的信息，因为根据本发明人选择的调制方案，所述信息与所述脉冲的平方相关，但是允许防止在频域中出现高幅度峰值。

信号调制装置SGMik(k＝1到K)执行的调制可以是一个简单的开关键控调制，在此情况下，调制装置SGMik将基本上包括一个开关阵列，例如MOS开关，该MOS开关的门将由信号WDik(k＝1到K)形成的一个控制字的比特控制，以用于允许选定的子序列Psqik到达合并装置CMBMi。

信号调制装置SGMik(k＝1到K)执行的调制还可以是一个幅度调制，在此情况下，所述调制装置SGMik将基本上包括一个信号乘法器的阵列，每个信号乘法器用来使一个给定子序列Psqik(k＝1到K)与由模拟系数值WDik给定的一个可调编码值相乘。于是每个信号乘法器可以根据吉尔伯特单元构造，该吉尔伯特单元是被设计成借助于三对差动晶体管来把两个模拟信号混合在一起的一个简单又熟知的模拟电路，或者可以由在上文中所解释的一个简单的分频电桥构成。

在本发明的这个特定实施例中，信号编码器ENCi还包括K个带通滤波器BPFk(k＝1到K)，其中每个带通滤波器BPFk用来确保由信号调制装置SGMik输出的每个调制子序列Tsgik(k＝1到K)被限制到它的特定子频带，这确保一旦所有的子序列被合并装置CMBMi重新合并，则没有由于谐波或任何种类的抑制引起的寄生信号干扰在其它子频带内载送的其它子序列。

本发明的这个特定实施例使得能够借助于K个编码子序列Tsgik(k＝1到K)通过专用于此信号编码器ENCi的单个天线ANTi支持的同一通信信道同时发射K个码元。这个特定实施例的显著之处还在于：信号编码器ENCi虽然包括单个脉冲发生器PLSG，但是能够生成多个编码脉冲序列Tsgik。

图8用图解法示出了根据本发明另一个变形在码元解码装置中包括的信号解码器DECi。此信号解码器DECi包括：

能量分离装置SPLi，用于把相关天线接收到的输入信号Rsgi分成要在相应的频率子频带内解调的K个子信号(k＝1到K)，每个子信号Rsgik大概包括一个脉冲序列，以及

信号解调装置，用于识别在每个子信号Rsgik(k＝1到K)内的一个可调系数WDik，该可调系数WDik在输入信号发射之前可以被应用到相关的脉冲序列上，然后将表示由所述子序列载送的码元。

在本发明的这个实施例中，其中接收信号Rsgik载送的信息与在这样一个信号内包括的脉冲幅度相关，并因此由所述信号载送的功率表示，信号解调装置包括K个平方模块SQMik(k＝1到K)的阵列，其中每个平方模块SQMik被连接到一个带通滤波器BPFik，并用来接收一个子信号Rsgik(k＝1到K)以及递送由所述子信号Rsgik的平方构成的信号Sqik。

信号解调装置还包括K个积分模块INTik(k＝1到K)的阵列，其中每个积分模块INTik被连接到平方模块SQMik之一，并用来递送一个调制值Pwik，该调制值Pwik表示由相应的子信号Rsgik载送的功率量。这样一个调制值Pwik例如可以在信道延迟的持续时间上作为由相关平方模块SQMik递送的平方信号Sqik的积分而被计算。

信号解调装置还包括K个比较模块CMPik(k＝1到K)的阵列，其中每个比较模块CMPik被连接到积分模块INTik之一，并用来把由所述积分模块INTk递送的调制值Pwik与至少一个预定阈值thik(k＝1到K)进行比较。

根据可以被表示如下的一个简单解码网格，表示由给定子信号Rsgik载送的码元的可调系数WDik(k＝1到K)因此将以一种非常简单的方式被识别：

如果Pwik＜thik，那么脉冲序列Tsk载送的可调系数Wdik具有第一值S0；

如果thik＜Pwik，那么脉冲序列Tsk载送的可调系数Wdik具有第二值S1。

每个平方模块SQMik(k＝1到K)可以由一个馈以相同输入信号的吉尔伯特单元或者一个在自己平方律区域中操作的二极管来形成。每个积分模块INTik(k＝1到K)可以由装备有RC反馈的运算放大器形成。每个比较模块CMPik(k＝1到K)可以由每个用来接收一个调制值Pwik和一个被分配给这个比较模块CMPik的预定阈值thik的运算放大器来形成。

图9用图解法描述了根据本发明优选实施例在同一收发信机TVR中包含的信号编码器和信号解码器的交叉设计。实际上，虽然信号编码器和信号解码器可以分别被耦合到两组分开的发射和接收天线上，但是一个更节省成本的实施例允许替换使用用于发射或接收目的的任何给定天线。

根据本实施例，在所述收发信机TVR中包括的每个天线ANTi可以经由数字信号处理器DSP发出的控制信号SWC所控制的开关装置(SWIO，SWiI，SWi1...SWiK)而可替换地连接到如上所述的信号编码器或信号解码器。在本发明的这个实施例中，在所述信号编码器中包含的合并装置和在所述信号解码器中包含的能量分离装置由相同的可逆频率多路复用模块FMXMi构成，带通滤波器BPFik(k＝1到K)的阵列在这个示例中对信号编码器和信号解码器也是共同的。

频率多路复用模块FMXMi具有基本上对称的结构，并且可以根据通过所述频率多路复用模块的信号Sgi(k＝1到K)沿着的方向而用于合并或用于分离信号。上述本发明的实施例因此不但允许使用相同的天线以用于发射或接收编码脉冲序列Sgi(k＝1到K)，而且允许使用相同的组件以用于实现信号编码器的合并装置和在所述信号解码器中包含的能量分离装置，并因此降低了包括此类码元编码和解码装置的收发信机TVR的总成本。

图10用图解法示出了由四工器(quadriplexer)构成的、具有可逆结构的频率多路复用模块FMXMi，该四工器在此示例中包括连接到并行排列的两个其它双工器DPLXi2和DPLXi3的第一双工器DPLXi1。如在此所示，这样一个频率多路复用模块FMXMi的单个信号S0的总带宽[3.1GHz-4.1GHz]可以被分成0.25GHz的四个子频带，与在单个信号S0内被合并时相比，被分配给子信号S1、S2、S3和S4的每一个子频带当分开时具有各自相同的能量P1、P2、P3和P4。每个双工器(例如DPLXi1)用来递送或接收两个中间的和互补的信号，例如IS1和IS2，它们分别载送中心带宽和端部(extreme)带宽。

在本发明的其它实施例中，频率多路复用模块FMXMi可以存在于由双工器构成的三工器，该双工器在一侧有一个单个端子而在另一侧有一对端子，但是所述对的端子中只有一个端子被连接到另一双工器。在上文中所述的双工器、三工器和四工器的可能的连接是无限的。

图11示出了上述双工器之一(例如DPLXi1)的优选实施例，它包含经由两个相同的滤波器(在此示例中是两个带通滤波器BF)连接在一起的两个90°的混合四极子HB1和HB2，这是一个允许从单个基频范围中提取两个互补频率范围的简单且节省成本的结构。其它类型的相同的滤波器也可以用于同一目的，例如低通、高通或带阻滤波器。优选地，每个90°混合四极子将由一个Lange型耦合器LCPL形成，它也十分便宜且易于集成。

Claims (7)

1. 一种包括多个收发信机的电信系统，所述多个收发信机用来发射或接收由码元编码装置调制的至少一个脉冲序列形成的信号，所述收发信机(TVR)还包含多个码元解码装置，用来识别这样形成和接收的信号所载送的码元，

所述码元编码装置包括多个信号编码器，每个信号编码器包括：

脉冲发生装置，用于递送一个基本脉冲序列；

能量分离装置，用于把所述基本脉冲序列分成要在相应的频率子频带内发射的至少两个子序列；以及

信号调制装置，用于把一个可调系数应用于每个子序列上，所述可调系数表示要由所述子序列载送的码元，

所述码元解码装置包括多个信号解码器，每个信号解码器包括：

信号解调装置，用于从输入信号中识别可调系数，所述可调系数可在发射所述输入信号之前已应用于每个子序列，那么就会表示所述子序列所载送的码元，

所述收发信机(TVR)还包括多个天线，

其特征在于，所述收发信机还包括多个可逆频率模块，每个可逆频率模块(FMXMi)经由第一开关装置(SWi0，SWiI)连接到为系统可用的总带宽的一部分而优化的一个天线(ANTi)，并且分别根据所述形成的信号的发射或接收经由第二开关装置(SWi1，SWiK)连接到信号编码器或信号解码器，所述可逆频率模块(FMXMi)用来把信号编码器递送的所有子序列组合成要由所述天线(ANTi)发射的信号，并且用来把所述天线(ANTi)接收的输入信号分成要在相应的频率子频带内解调的至少两个子信号。

2. 如权利要求1所述的电信系统，其特征在于，所述脉冲发生装置包括时钟信号发生器、用于产生延迟时钟信号的延迟门、以及用来合并时钟信号和延迟时钟信号以用于递送一个基本脉冲序列的输出门。

3. 如权利要求2所述的电信系统，其特征在于，所述脉冲发生装置还包括二进制振荡器，该二进制振荡器用来递送交替的二进制值，以用于交替地选择所述输出门的非反相输出或反相输出。

4. 如权利要求1到3中任何一个所述的电信系统，其特征在于，所述可逆频率模块(FMXMi)包括被连接到并行安排的两个其它双工器(DPLXi2，DPLXi3)的第一双工器(DPLXi1)。

5. 如权利要求4所述的电信系统，其特征在于，所述双工器的至少一个包括经由两个相同的滤波器连接在一起的两个90°混合四极子。

6. 如权利要求5所述的电信系统，其特征在于，每个90°混合四极子是一个Lange耦合器。

7. 一种收发信机，用来发射或接收由码元编码装置调制的至少一个脉冲序列形成的信号，所述收发信机(TVR)还包含多个码元解码装置，所述码元解码装置用来识别这样形成和接收的信号所载送的码元，

所述码元编码装置包括多个信号编码器，每个信号编码器包括：

脉冲发生装置，用于递送一个基本脉冲序列；

能量分离装置，用于把所述基本脉冲序列分成要在相应的频率子频带内发射的至少两个子序列；以及

信号调制装置，用于把一个可调系数应用于每个子序列上，所述可调系数表示要由所述子序列载送的码元，

所述码元解码装置包括多个信号解码器，每个信号解码器包括：

信号解调装置，用于从输入信号中识别可调系数，所述可调系数可在发射所述输入信号之前已应用于每个子序列，那么就会表示所述子序列所载送的码元，

所述收发信机还包括多个天线，

其特征在于，所述收发信机还包括多个可逆频率模块，每个可逆频率模块(FMXMi)经由第一开关装置(SWi0，SWiI)连接到为系统可用的总带宽的一部分而优化的一个天线(ANTi)，并且分别根据所述形成的信号的发射或接收经由第二开关装置(SWi1，SWiK)连接到信号编码器或信号解码器，所述可逆频率模块(FMXMi)用来把信号编码器递送的所有子序列组合成要由所述天线(ANTi)发射的信号，并且用来把所述天线(ANTi)接收的输入信号分成要在相应的频率子频带内解调的至少两个子信号。

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