CN103609047B - 使用码序列的传输信号生成和检测方法、使用该方法的通信系统和使用该方法的测量系统 - Google Patents

使用码序列的传输信号生成和检测方法、使用该方法的通信系统和使用该方法的测量系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及传输方法和接收方法，该传输方法生成和传送通过利用复用扩展码片序列从复用OFDM信号或复用小波OFDM信号生成的传输信号，所述复用OFDM信号或复用小波OFDM信号是通过对扩展用码序列的码片、耦合用码序列的码片和局部化用码序列的码片进行相乘和复用获得的。该接收方法通过将接收信号转换至频域以获取复用扩展码片序列并通过执行解扩展以及局部化处理以检测局部化脉冲来实现高SN比的改善率。根据使用该传输和接收方法的数据传输，数据被映射至码序列中，且接收侧可以以信噪比的高改善率检测码序列的类型、局部化脉冲的移位时间和极性。此外，当在测量系统使用时，传输和接收方法可以通过对根据从基于局部化脉冲的特性和特征进行检测的对象检测的局部化脉冲进行计算来以高SN比改善率获得与被检测对象有关的信息。

Description

使用码序列的传输信号生成和检测方法、使用该方法的通信 系统和使用该方法的测量系统
技术领域
本发明涉及使用码序列的传输信号生成和检测方法、使用该方法的通信系统和使用该方法的测量系统。
背景技术
为搭建智能网格等，需要一种在强的噪声和障碍存在的条件下实现高速、高质量通信的通信方法。目前，已经公开了直接序列扩频(DS-SS，Direct-Sequence Spread-Spectrum)方法，该方法是具有优异的抗噪声特性及能够实现多路访问的通信方法，然而，这种方法尽管能够通过解扩展(de-spreading)以及去除以在带宽外部执行通信的方式而叠加在传输信号上的窄带噪声来提高信噪比，但它存在不能改善宽带噪声的信噪比的问题(非专利文献1、2)。
还公开了如下的传输装置和接收装置，该传输装置顺序地将输入数据变换成并行数据序列、顺序地将各个并行数据序列分配至N(N为等于或大于2的自然数)个信道中、顺序地将各个并行数据序列变换成预定的正交码序列(如沃尔什函数序列等)、通过将正交码序列分别与预定的扩展码相乘来执行扩展调制处理、生成N个扩展频谱(SS，Spread-Spectrum)信号、将振幅彼此不同的延迟值相加到各个SS信号、以通过预定方法复用N个SS信号的方式来生成传输复用SS信号、对传输复用SS信号施加预定的信号处理、并因而传输这些信号，而该接收装置保持通过将扩展码除以正交码序列的位计数J而获得的偏扩展码(partial spread code)、计算传输复用SS信号与每个偏扩展码之间的偏相关值(partialcorrelation value)、保持将每个正交码序列用作行元素的正交码矩阵的逆矩阵、通过将逆矩阵与包括由每个偏相关值组成的列向量相乘来计算与每个正交码序列相对应的正交相关值、指定具有最大化的正交相关值的正交码序列、通过将事先与正交码序列相关的并行数据 序列作为调制并行数据序列分别输出到N个信道来进行最大似然确定、基于相加到传输装置中的每个信道的SS信号上的延迟量来校正每个信道的解调并行数据序列的延迟差、在基于与传输复用SS信号的扩展码的重复周期相同步的再生符号时钟(regenerativesymbol clock)校正延迟差之后对每个解调制并行数据序列进行采样、并通过串行至并行变换各个信道的采样数据来获取串行解调数据序列(专利文献4)，然而，存在这样的问题，即如沃尔什函数这样的正交码序列受到噪声影响并容易失去正交性，且在叠加有噪声的信号中出现错误检测的可能性增加。
还公开了如下的旨在快速传输的M进制(M-ary)方法以及用于表达具有多个码序列的组合以及具有极性的数据的多值M进制方法，然而，这些方法具有这样的问题，即每种方法的SN比的改善率等于或小于DS-SS方法，且在多值M进制方法的情况下，难被检测到各个M进制信号，从而难以通过增加多重度(multiplicity)来获取充分的传输速度(非专利文献1、3、4)。
还公开了码序列型的传输装置和接收装置(专利文献1、2、3)，这些装置通过使用复用的基本脉冲串(basic pulse train)(其是通过将具有被映射到位移时间的数据的周期的应用了扩展的码序列与由该周期的扩展码脉冲组成的次序脉冲串(oder pulsetrain)相乘而被复用的)来生成传输信号，以及通过使用次序脉冲串顺序地对所检测的复用基本脉冲串进行解扩展来解码所述数据，由此解复用低速码序列并检测其局部化脉冲，然而，存在这样的问题，即，该技术的扩展码序列只提供了次序，数据仅被映射到应用有扩展的码序列，每片的信息量因而很小，且尽管为了补偿这个缺点而复用基本脉冲串而获得加速方案，但该加速方案需要长的时间周期进行处理并使电路变得复杂，由此导致成本上升。另外，通过基于次序脉冲串对周期的基本脉冲串进行解扩展以及对经历解扩展的信号进行局部化而改善了SN比，然而，这里同样存在这样的问题，即，解扩展涉及以应用了解扩展的码序列的周期为单位使用基本脉冲串，因而不能充分地获取扩展速率，由此导致了SN比的改善率受到限制，且加速方案受到约束。
上述的现有技术与本发明在配置和方法方面均不同，其中本发明包 含：通过将扩展用码序列的码片和耦合用码序列的码片相乘在一起，且进一步相乘局部化用码序列的码片并在时间方向上线性耦合这些码片来执行在振幅方向上具有等于或大于“1”的多重度(multiplicity)的从属复用，从而生成复用扩展码片序列；通过对具有等于或大于的多重度的OFDM(正交频分复用)信号进行复用来生成变换信号，所述OFDM信号是通过利用单个复用扩展码片序列或多个复用扩展码片序列的组使用针对每个组不同的频分方法对正交子载波进行复用而生成的，或者针对复用扩展码片序列的组，基于变换信号生成传输信号，所述变换信号是通过对具有等于或大于“1”的多重度的小波OFDM信号进行复用而生成的，所述小波OFDM信号是通过对由针对每个组确定的参数设定方法生成的复用扩展码片序列进行调制而生成的；从在接收侧被转换至频域的变换信号获取并解扩展复用扩展码片信号；并通过基于耦合用码序列在复用方向上检测局部化脉冲以及基于局部化码序列在时间方向上检测局部化脉冲来检测用于确定每个码序列的码序列。
而且，本发明与现有技术的区别在于能够允许在数据传输中将数据映射到包括扩展用码序列的各个码序列的类型、移位时间或/和极性。
[现有技术的文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开号2009-38570
[专利文献2]日本专利申请公开号2008-124835
[专利文献3]日本专利申请公开号2006-270936
[专利文献4]日本专利申请公开号2003-218835
[非专利文献]
[非专利文献1]Gen Marubayashi,et al.“Spectrum Spread Communicationsand Applications”,The Institute of Electronics,Information and CommunicationEngineers
[非专利文献2]Yukiji Yamauchi,“Spectrum Spread Communications”,TokyoDenki University Press
[非专利文献3]P.K.Enge&D.V.Sarwate,”Spread-spectrum multiple-accessperformance of orthogonal codes linear receiver”,IEEE Trans.commun.,COM-35,12,p.p.1300-1319(Dec.1967)
[非专利文献4]Zhu Jinkang,et al.“A Proposal of Parallel Combination SSCommunication System”,The Institute of Electronics,Information andCommunication Engineers(B11),J74-B-11,5,p.p.207-214(1991-05)
发明内容
[本发明要解决的问题]
鉴于以上所述的问题，本发明的目标在于提供一种使用码序列的生成/检测传输信号的方法，该方法能够通过以减少包含内部干扰噪声和外部噪声在内的窄带和宽带噪声的方式实现信噪比的高改善率的检测，使用码序列来生成传输信号，并还能够以SN比的高改善率检测传输信号。
本发明的另一个目的在于提供一种通信系统，所述通信系统包括包含均使用了所述传输信号生成/检测方法的传输装置和接收装置，并能够实现高数据携带率以及甚至在噪声环境中将多重度设定为较大度来执行数据的快速传输。
本发明的另外一个目的在于提供一种使用码序列的测量系统，该系统包含均使用所述传输信号生成/检测方法的传输装置和接收装置，并能够能够以信噪比的高改善率实现高质量的测量。
[解决问题的方式]
为了通过解决常规示例中固有的问题来实现上述目标，根据本发明，一种使用码序列的传输信号生成/检测方法包括：针对耦合用码序列的码片通过对以将扩展用码序列、所述耦合用码片序列与局部化用码序列的码片相乘在一起的方式形成的扩展码片序列进行复用来生成具有等于或大于“1”的多重度的复用扩展码片序列，基于变换信号生成传输信号并传输所生成的传输信号，所述变换信号是通过对至少单个的所述复用扩展码片序列或多个复用扩展码片序列进行变换生成的；以及通过检测所述传输信号从所述变换信号在时域中或频域中获取所述复用扩展码片序 列，使所获取的所述复用扩展码片序列与所述扩展用码序列相乘，并从所相乘的信号检测所述耦合用码序列的局部化脉冲和/或所述局部化用码序列的局部化脉冲。
根据本发明的所述复用扩展码片序列能够以任意顺序生成。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述变换信号是通过将所述复用扩展码片序列变换成至少在频域中正交并对具有等于或大于“1”的多重度且被变换的所述复用扩展码片序列进行复用而生成的。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用OFDM信号，所述复用OFDM(正交频分复用)信号是通过对由分频方法生成的OFDM信号进行复用而获得的，所述分频方法是针对每个所述复用扩展码片序列确定的，且所述复用扩展码片序列是通过将所述复用OFDM信号变换至频域而获得的。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用小波OFDM信号，所述复用小波OFDM信号是通过对由针对每个所述复用扩展码片序列确定的参数设定生成的小波OFDM信号进行复用而获得的，且所述复用扩展码片序列是从所述复用小波OFDM信号的小波系数获得的。根据本发明的小波OFDM信号可以是重叠的。此外，“参数”代表尺度系数(scaling coefficient)和移位参数(shiftparameter)。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用小波OFDM信号，所述复用小波OFDM信号是通过对由针对每个所述复用扩展码片序列确定的参数设定生成的小波OFDM信号进行复用而获得的，且所述复用扩展码片序列通过将所述复用小波OFDM信号DFT(离散傅里叶变换)变换至频域而获得的。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述变换信号被定义为所述复用扩展码片序列，且所述传输信号是基于所述复用扩展码片序列生成的。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述传输信号是通过使用用于生成包括所述变换信号的传输信号的信号对跳频载波进行调 制而生成的，且所述复用扩展码片序列被定义成根据从所述传输信号检测的所述变换信号在频域中或时域中获取的信号。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述传输信号是调制信号，所述调制信号是通过使用在频域中正交的所述变换信号对载波进行调制而生成的，且所述复用扩展码片序列是从通过解调所述传输信号而检测的所述变换信号在频域或时域中获取的。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述传输信号是至少包括所述变换信号的信号，且所述复用扩展码片序列是从所述传输信号的所述变换信号在频域或时域中获取的。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述码序列包括被映射有数据的序列。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述局部化脉冲包括第一局部化脉冲和第二局部化脉冲，所述第一局部化脉冲是所述耦合用码序列的局部化脉冲，所述耦合用码序列是通过使所述复用扩展码片序列与所述扩展用码序列相乘而生成的，且作为所述局部化用码序列的局部化脉冲的所述第二局部化脉冲是通过对所述第一局部化脉冲进行局部化而被检测的。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，被照射有所述传输信号的目标的信息是通过进一步检测所述局部化脉冲的模式而获得的。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述传输信号包括从源数据生成的数据，所述变换信号是从包括被映射有数据的序列的所述码序列生成的信号，且所述源数据基于通过检测所述局部化脉冲而确定的码序列被解码。
根据本发明，在所述传输信号生成/检测方法中，所述传输信号是被传输到测量目标的信号，且所述测量目标的信息是通过使用所述局部化脉冲的模式和/或特性从所述测量目标获得的，所述局部化脉冲是检测基于所述传输信号的信号而计算出的。
为了通过解决常规示例中固有的问题来完成以上所述的目标，根据本发明，一种基于根据上述使用码序列的传输信号生成/检测方法的使用 码序列的通信系统包括传输装置和接收装置。
所述传输装置包括：输入装置，其用于从源数据生成数据；映射装置，其用于生成扩展用码序列、耦合用码序列和局部化用码序列，所述扩展用码片序列、所述耦合用码序列和所述局部化用码序列包括被映射有数据的序列；复用扩展信号生成装置，其用于针对所述耦合用码片序列的码片通过将所述扩展用码序列、所述耦合用码序列的码片与所述局部化用码序列的码片相乘在一起的方式来生成具有等于或大于“1”的多重度的复用扩展码片序列；变换装置，其用于通过对单个的所述复用扩展码片序列或多个所述复用扩展码片序列进行变换来生成变换信号；传输用信号生成装置，其用于至少从所述变换信号来生成用于生成所述传输信号的传输用信号；以及传输构件，其用于从所述传输用信号来生成所述传输信号并传输所述传输信号。
所述接收装置包括：传输信号检测装置，其用于检测从所述传输装置传输的、并基于变换信号的所述传输信号，所述变换信号是通过对包含数据的所述复用扩展码片序列进行变换而生成的；变换信号处理装置，其用于根据从所述传输信号检测的所述变换信号在时域中或频域中获取所述复用扩展码片序列；检测使能装置，其用于使所述扩展用码序列与所获取的所述复用扩展码片序列相乘；确定装置，其用于通过从所述检测使能装置的输出检测所述耦合用码序列的局部化脉冲和/或所述局部化用码序列的局部化脉冲，来确定包含所述码序列的移位时间、极性、振幅和/或类型的参数；以及解码装置，其用于根据所述确定装置的输出对所述源数据进行解码。
根据本发明，在所述使用码序列的通信系统中，所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用OFDM信号，所述复用OFDM信号是通过对由分频方法生成的OFDM信号进行复用而获得的，所述分频方法是针对每个所述复用扩展码片序列确定的，所述变换装置生成所述复用OFDM信号，所述传输信号检测装置检测所述复用OFDM信号，以及所述变换信号处理装置通过将所述传输信号的所述复用OFDM信号变换至频域来在频域中获取所述OFDM信号的所述复用扩展码片序列。
根据本发明，在所述使用码序列的通信系统中，所述变换信号是具 有等于或大于“1”的多重度的复用小波OFDM信号，所述复用小波OFDM信号是通过对由每个所述复用扩展码片序列的预定小波和/或预定参数设定生成的小波OFDM进行复用生成的，所述变换装置生成所述复用小波OFDM信号，所述传输信号检测装置检测所述复用小波OFDM信号，以及所述变换信号处理装置通过检测所述复用小波OFDM信号的小波系数来获取用于代表所述复用扩展码片序列的所述复用小波OFDM信号的小波系数。
根据本发明，在所述使用码序列的通信系统中，所述传输信号是通过至少利用所述变换信号对跳频载波进行调制而生成的跳频信号，所述传输装置生成所述跳频信号，所述传输信号检测装置检测并解调所述跳频信号，且所述变换信号处理装置从所述传输信号占有的所述变换信号在频域或时域中获取所述复用扩展码片序列。
根据本发明，在所述使用码序列的通信系统中，所述传输信号是通过至少利用所述变换信号对载波进行调制而生成的调制信号，所述传输装置生成所述调制信号，所述传输信号检测装置解调所述调制信号，且所述变换信号处理装置从所述传输信号占有的所述变换信号在频域或时域中获取所述复用扩展码片序列。
根据本发明，在所述使用码序列的通信系统中，所述传输信号是至少由所述变换信号构成的信号，所述传输装置生成所述传输信号，所述传输信号检测装置至少从所述变换信号检测所述传输信号，且所述变换信号处理装置从所述传输信号的所述变换信号在频域或时域中获取所述复用扩展码片序列。
本发明为使用码序列的通信系统的传输装置。
本发明为使用码序列的通信系统的接收装置。
为了通过解决常规示例中固有的问题来完成上述的目标，根据本发明，一种基于根据上述使用码序列的传输信号生成/检测方法的使用码序列的测量系统，所述系统包括传输装置和接收装置。
所述传输装置包括：扩展信号生成装置，其用于针对耦合用码序列的码片通过对以将扩展用码序列、所述耦合用码片序列的码片与局部化 用码序列的码片相乘在一起的方式形成的扩展码片序列进行复用来生成具有等于或大于“1”的多重度的复用扩展码片序列；变换装置，其用于从单个多个复用扩展码片序列来生成变换信号；以及传输装置，其用于从所述变换信号生成所述传输信号并将所述传输信号传输至目标。并且所述接收装置包括：传输信号检测装置，其用于检测所述传输信号；扩展码片序列获取装置，其用于从所述传输信号的所述变换信号在频域或时域获取所述复用扩展码片序列；检测使能装置，其用于将由所述扩展码片序列获取装置获取的所述复用扩展码片序列与所述扩展用码序列相乘在一起；局部化脉冲检测装置，其用于从至少所述检测使能单元的输出来检测所述耦合用码序列的局部化脉冲和/或所述局部化用码序列的局部化脉冲；以及测量装置，其用于通过检测包含所述局部化脉冲的峰值的振幅和/或延迟和/或极性的模式来获取所述目标的信息。
根据本发明，在所述使用码序列的测量系统中，变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用OFDM信号；所述变换装置通过从所述复用扩展码片序列生成和复用OFDM信号来生成被定义为所述变换信号的所述复用OFDM信号；所述传输装置基于所述复用OFDM信号生成和传输所述传输信号；所述传输信号检测装置检测所述传输信号；以及所述扩展码片序列获取装置通过将所述传输信号的所述复用OFDM信号变换至频域来获取由频域中的所述OFDM信号表达的所述复用扩展码片序列。
根据本发明，在所述使用码序列的测量系统中，所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用小波OFDM信号；所述变换装置通过从所述复用扩展码片序列生成和复用所述小波OFDM信号来生成被定义为所述变换信号的所述复用小波OFDM信号；所述传输装置基于所述复用小波OFDM信号生成并传输所述传输信号；所述传输信号检测装置检测所述传输信号；以及所述扩展码片序列获取装置根据从所述传输信号的所述复用小波OFDM信号计算的小波系数来获取由所述小波OFDM信号的小波系数表达的所述复用扩展码片序列。
根据本发明，在所述使用码序列的测量系统中，所述扩展码片序列获取装置，用于通过对所述传输信号的所述复用小波OFDM信号进行 DFT变换来获取所述复用扩展码片序列，以替代权利要求25记载的根据从所述传输信号的所述复用小波OFDM信号计算的小波系数来获取由所述小波OFDM信号的小波系数表达的所述复用扩展码片序列。
[发明的有益效果]
根据本发明，基于通过利用扩展用码序列对码序列的码片进行扩展而复用的复用扩展码片序列来生成传输信号，并能够通过连续地并行执行解扩展处理和局部化处理来检测传输信号，能够被从检测信号中去除窄带噪声和宽带噪声，从而信噪比的改善率比使传统方法变得更高。
此外，在使用被定义为复用OFDM信号或复用小波OFDM信号(它们是通过变换和复用复用扩展码片序列以使其至少在频域中正交而生成的)的变换信号的传输信号中，所接收的传输信号的SN比由于在变换至频域的过程中的乘数效应而更好地得到改善。于是，可以获取针对每个OFDM信号复用扩展码片序列，以及如果传输信号包含数据，由于复用OFDM信号或复用小波OFDM信号的多重度以及复用扩展码片序列的多重度可以协同地加速传输速度。特别是在高速范围中，比传统方法相比，可以利用较低的振幅值来获得加速方案，且减小了放大器的线性度的要求。
另一方面，在测量系统中，基于传输信号使用各种能量介质的传输信号照射测量目标，测量出测量目标的局部化脉冲的模式，由此能够以信噪比的高改善率获得衰减、吸收反射、辐射、散射、传输、延时、距离等的信息项以及与测量目标相关的传播介质的信息。可获取的信息项不限于以上所述的那些项。
附图说明
图1是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的传输装置中利用在一个周期处使用的码序列LC来生成复用扩展码片序列的方法的说明图。
图2是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的传输装置中利用在多个周期处使用的码序列LC来生成复用扩展码片序列的方法的说明图。
图3是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的传输装置中码片被并行变换至子带的多个复用扩展码片序列的说明图。
图4是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的传输装置中在时间上被串行地分配到各个子带的复用扩展码片序列的说明图。
图5是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的传输装置中的变换信号的说明图。
图6示出了根据本发明的实施例的使用码序列的接收装置中检测局部化脉冲的方法的说明图。
图7是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的通信系统的说明图。
图8是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的通信系统的传输装置中的输入装置的说明图。
图9是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的通信系统的传输装置中的复用扩展信号生成装置的说明图。
图10是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的通信系统的传输装置中的用于生成复用OFDM信号的变换装置的说明图。
图11是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的通信系统的传输装置中的用于生成复用小波OFDM信号的变换装置的说明图，说明了为了在，该通信系统使用了码序列。
图12是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的通信系统的接收装置中的用于复用OFDM信号的变换信号处理装置的说明图。
图13是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的通信系统的接收装置中的用于复用小波OFDM信号的变换信号处理装置的说明图。
图14是示出了根据本发明的实施例的使用了码序列的通信系统的接收装置中的检测使能装置的说明图。
图15是示出了根据本发明的实施例的使用了码序列的通信系统的接收装置中的确定装置的说明图。
图16是示出了根据本发明的实施例的使用了码序列的通信系统的接收装置中的解码装置的说明图，说明了一种解码装置，该装置在使用了码序列的通信系统的接收装置中。
图17是示出了根据本发明的实施例的使用码序列的测量系统的说明图。
图18是示出了不通过利用保护间隔GI来去除叠加在传输信号上的延迟波而是替代地通过利用前同步码中的码序列去除延迟波的方法。
图19是示出了如下情形下的基带信号的模拟波形：图1中的“a”的局部化用码序列LC为码长为“7”的M序列，“b-1”的耦合用码序列CC为码长为“1”且极性为“+”的脉冲串，并且“c-1”的扩展用码序列为码长为“63”且被映射有数据“0”的M序列。
具体实施方式
将在下文中结合附图来描述本发明的实施例。根据本发明实施例的传输信号生成方法以及传输装置经配置用于基于变换信号来生成传输信号，这些变换信号是通过对复用扩展码片序列或多重度等于或大于1的乱序复用扩展码片序列进行变换而生成的，其中针对用于耦合的码序列的码片，对通过将扩展用码序列(在下文中被称为扩展码(SpreadingCode，简称为SC))、耦合用码序列的码片(在下文中被称为耦合码(Coupling Code，简称为CC))与局部化用码序列的码片(在下文中被称为局部化码(Localizing Code，简称为LC)或用于局部化的码序列)相乘而获得的每个扩展码片序列进行复用。这种配置能够生成如下传输信号，该传输信号在接收侧实现SN比的较大改善率。
扩展用码序列(SC)被定义为用于扩展脉冲的码。根据实施例，SC被用来形成如通过在与CC的码片耦合之后被复用的复用信号以及被用来利用复用信号对LC的码片进行扩展。具体地，在实施例中，SC涉及：
1.映射数据，即，根据数据执行循环移位；
2.如果耦合用码序列(CC)的码长为“1”，在数据已被映射之后，对局部化用码序列(LC)的码片进行扩展；以及
3.如果CC的码长等于或大于“2”，将数据与CC耦合，并然后在数据被映射在多个SC中之后复用数据，且对LC的码片进行扩展。
注意，SC的基本状态是预定的且被存储在例如存储器等中，且被给定为SC的码序列＝(1,1,1,-1,-1,1,-1)。SC的码序列可以通过使用如移位寄存器来实现。在将数据映射到SC的情况下，作为一个示例，上述码序列的状态被确定为“0”，且SC与数据之间的关系被设置成诸如：
Data0:(1,1,1,-1,-1,1,-1)
Data1:(-1,1,1,1,-1,-1,1)
Data2:(1,-1,1,1,1,-1,-1)
Data3:(-1,1,-1,1,1,1,-1)。
例如，data1是通过将data0的状态向右循环移位一次而获得的数据。
此外，耦合用码序列(CC)是用于线性耦合多个用于扩展的码脉冲序列并由此这些复用脉冲序列的码序列。在实施例中，CC通过按照顺序的次序将CC的每个码片与扩展用码序列的每个值相乘在一起来使扩展用码序列处于从属。此外，由于被SC解扩展的CC的码片的局部化，本实施例通过生成局部化脉冲有利于检测CC的码片。
注意，在实施例中，在使用CC的情况下，被复用后的码片序列的多重度与CC的码长相等。因此，当进行检测时，与扩展用码序列(SC)相乘的码片被解扩展，且因此码片被CC局部化，由此生成了用于CC的局部化信号。然后，在对SC进行解扩展时，每个SC均具有与码长相等的移位状态，接着SC的移位时间发生变化，且对解扩展执行与码长等数值的次数。可以通过检测CC的局部化脉冲并测量用于获得最大脉冲的组的移位时间来确定解扩展是否被执行了有效的移位时间。
再者，局部化用码序列(LC)是用于通过如下方式来确定SC的移位时间的码序列：根据由CC的局部化信号构造成的码片来计算局部化信号，并检测最大局部化脉冲。
在最大局部化脉冲的检测中，以使每个SC的移位时间变化的方式 对与LC的各个码片相对应的接收信号进行解扩展，由此对CC的码片进行解扩展。作为一个示例，LC的码长被设置成“7”，CC的码长被设置成“3”，且三种类型的SC中的每者的码长被设置成“7”。注意，LC和CC中每者的类型和基本状态均应当经历初始设定，三种类型的SC的类型和基本状态也应当经历初始设定，且每个SC的移位状态应当根据数据发生变化。
在这种情况下，根据实施例，起初，通过以使SC的移位时间改变的方式相乘CC的第一码片，来执行用于进行解扩展的处理。在这个处理中，解扩展是针对第一SC中的七个移位状态中的每个移位状态执行的。通过将与SC相乘的信号(即，被SC扩展的信号)再次与相同的SC相乘来执行解扩展。
类似地，通过如下方式执行用于进行解扩展的处理：在改变第二SC和第三SC中每者的移位时间时，通过使移位时间循环移位，将与LC的每个码片相对应的接收信号乘以均与LC的每个码片相对应的第二SC和第三SC。注意，与执行了343(7×7×7＝343)次的解扩展相关的处理被执行，以通过解扩展来分离CC的三个码片。
随后，通过使用所有的343个解扩展值来计算CC的局部化信号，因而检测最大局部化脉冲。注意，当移位时间变成与在整个三组SC中的传输信号的移位时间相一致时，局部化信号为最大。顺便一提的是，在完成所有的解扩展处理后不检测CC的局部化脉冲，而替代地，可以通过如下步骤来确定最大局部化脉冲：以顺序地使三种类型的SC中每者的移位时间循环移位的方式对接收信号进行解扩展、在每个解扩展处理中计算CC的局部化信号、并由此检测其最大值。
由于包含在传输信号中的噪声变大，所以如下情况存在更大的可能性：由此获得的最大化的信号无法被检测到，使得难以确定修正数据。为了解决这个问题，在实施例中，通过以使用各个码片的所有343个解扩展值的方式计算LC的局部化信号而获得的最大局部化脉冲被检测为LC的局部化脉冲。当SC在整个码片中适当地变得一致时给定LC的局部化脉冲，且因而这个状态被存储下来，由此能够检测到每个SC的移位状态以及数据。
然而，LC的局部化脉冲的获得涉及：对7个码片均执行343次(7的3次方)解扩展，并执行算术运算以检测LC的有关局部化信号。因此，算术运算被执行721次(7的21次方，约为10的18次方)。后面将会描述，为了加速算术运算，对局部化脉冲进行检测。
注意，LC的基本状态是预定的并被存储在存储器等中，其被给定为使得LC的码片＝(1,1,1,-1,-1,1,-1)。LC可以通过使用如移位寄存器等来实现。
此外，在实施例中，SC可以包含使用诸如M序列(最大长度序列)、Gold码序列(Goldcode sequence)、卡沙米码序列(Kasami code sequence)等码序列。另外，CC可以涉及使用M序列、Gold码序列和卡沙米码序列这些码长均等于或大于“1”的码序列。此外，LC还可以涉及使用M序列、Gold码序列和卡沙米码序列这些码长等于或大于“1”的码序列。注意，码长为“1”的码序列包括振幅为“+1”或“-1”的脉冲。
此外，根据本发明实施例的传输信号检测方法和传输信号检测装置经配置用于检测传输信号，根据传输信号的变换信号在时域或频域中获取复用扩展码片序列，通过使用扩展码片码序列的扩展用码序列解扩展这个复用扩展码片序列来生成耦合用码序列，以及至少根据耦合用码序列来检测局部化脉冲。注意，码长为“1”的码序列的局部化脉冲为振幅与码序列的振幅成正比的正脉冲。这种配置使得接收装置能够依照SN比的较大改善率检测传输信号。
另外，根据本发明实施例的通信系统包括上述的传输装置和接收装置，其中传输信号包含被映射到一种或多种类型的码序列、码序列的振幅、码序列的移位时间和极性中的至少一者的数据，使得甚至在具有叠加的窄带噪声和宽带噪声的通信信道上能够以信噪比的高改善率传输数据。如上所述，以信噪比的高改善率从传输信号来检测局部化脉冲，且借助复用扩展码片序列的多重度以及通过将复用扩展码片序列变换成信号并复用这些信号而生成的变换信号的多重度来协同地加速传输速度。另外，可以通过以利用高SN比的方式减小符号长度(symbol length)来实现加速方案。注意，扩展信号和传输信号中所包含的前同步信码(preamble)在这些信号以与用于传输的数据相同的方式被变换成变换信 号之后生成，然而，传输信号和前同步码同样可以以不同格式或不同方法传输。
根据本发明实施例的测量系统经配置用于通过将基于通过变换复用扩展码片序列而生成的变换信号的传输信号发射至目标对象来获取与目标对象相关的信息，从目标对象检测传输信号，从其变换信号获取复用扩展码片序列，并从通过对扩展码片序列进行解扩展而给定的信号来检测局部化脉冲。这种配置能够检测到噪声环境中的目标对象。
在下文将结合附图对使用码序列来生成传输信号的方法的原理和配置方法、传输装置、使用码序列来检测传输信号的方法以及接收装置进行说明。图1中的用于生成传输信号的扩展码序列的生成涉及：对于每个LC码片，分别将k组的SC、k组的CC码片与LC码片组相乘在一起，其中，k为正整数。特别地，优选的是，当SC的码长等于或大于“7”时，CC和LC中每者的码长均等于或大于“1”。此外，可以通过首先将SC的序列、CC的不同码片以及LC的码片相乘在一起并接着复用由此形成的信号，或者通过将SC的序列和CC的不同码片相乘在一起并复用由此形成的信号并接着将这些信号与LC的码片相乘在一起，来获得复用扩展码片序列。不同类型的序列或可识别范围内的相同类型的序列的组合可以用于这些码序列SC的组。作为图1中的配置的替代，可以基于采用图2中的构造的复用扩展码片序列来生成和传输/接收传输信号。
在图1中，符号“a”代表LC，且LC的码片被给定为例如CL1,...,CLNL。这里，符号“NL”表示LC的码长。
符号“b-1,...,b-3”代表CC，然后，为了简化描述，本示例展示了这样一种情况，即码长为“3”，且码片被给定为例如“1,-1,1”。注意，所要生成的复用扩展码片序列的多重度“m”等于CC的码长，且在本示例中因而是“3”，然而，可以通过选择CC来设定“1”或者更大的码长。另外，相对于CL1,...,CLNL中每者，CC取相同的值，然而，也可以针对每个CLj(j＝1,...,NL)选择码序列。这里，符号“j”代表LC的第j个码片。注意，在“b-1”的码序列中，CC(j,1)对应于CLj(j＝1,...,NL)。这也同样适用于“b-2”和“b-3”的码序列。
此外，“c-1,...,c-3”代表具有被映射到移位时间的数据的SC的组。针对CLj(j＝1,...,NL)，包含了k组的SC。对于这些SC，使用不同类型的码序列，或者可以使用可检测范围中相同类型的码序列。注意，图中的符号“NS”表示SC的码长。另外，“c-1”中的“CS(1,j,1)–CS(1,j,kNS)”对应于“CLj(j＝1,...,NL)”。这点与“c-2”和“c-3”相同。
通过将“CL1”、“b-1”的相应CC的码片与“c-1”的相应SC相乘来生成与“d-1”的“CL1”相对应的扩展码片序列“CP(1,1,1),...,CP(1,1,kNS)”。类似地，通过类似的方法生成与“d-2”的“CL1”和“d-3”的“CL1”相对应的扩展码片序列。接着，对这些扩展码片序列进行复用，从而生成与“e”的“CL1”相对应的复用扩展码片序列“CM(1,1)–CM(1,kNS)”。特别地，通过将复用扩展码片序列变换成至少在频域内正交的信号并然后复用这些正交信号来生成变换信号，其中，对于每个LC码片，复用扩展码片序列的数量等于变换信号的多重度。类似地，生成关于“CLj(j＝2,...,NL)”的复用扩展码片序列。注意，码片的阵列(k×NL×NS)(下面将用KNLNS表示)不限于上述配置，但可以基于诸如扰乱(scrambling)等预定次序。另外，变换信号还可以是复用扩展码片序列。
此外，还可以基于图2中的用于代替图1中配置的配置来生成复用扩展码片序列。在图2中，符号“a”代表码序列LC，k组的LC连续设置于时间方向上，且其码片阵列被给定成例如“CL(1,1),...,CL(1,NL),CL(2,1),...,CL(2,NL),...,CL(k,NL)”。
符号“b-1,...,b-3”表示CC，接着，为了简化描述，在这个示例中码长为“3”，且码片被给定成例如“1,-1,1”。所要生成的复用扩展码片序列的多重度“m”等于CC的码长，且因而在这个示例中等于“3”，然而，可以通过选择CC来设定“1”或者更大的码长。在这个示例中，对于CL(1,1),...,CL(k,NL)中每者，CC取相同的值，然而，也可以针对LC的每个码片来选择码序列。此外，符号“c-1,...,c-3”代表具有被映射到移位时间的数据的SC的组。将由CL(i,j)(i＝1,...,k,j＝1,...,NL)表达的各个码片乘以由不同类型的不同码序列组成或由可检测范围内的相同类型的码序列组成的SC。
通过将“b-1”的相应码片“CL(1,1),...,CL(k,NL)”与“c-1”的相应 SC相乘来生成“d-1”的扩展码片序列“CP(1,1,1,1),...,CP(1,k,NL,NS)”。以类似地方式生成与CL(i,j)(i＝1,...,k,j＝1,...,NL)相对应的“d-2”和“d-3”的扩展码片序列。
接着，通过复用这些扩展序列来生成与“e”的“CL(i,j)”相对应的复用扩展码片序列“CM(i,j,1),...,CM(i,j,NS)”(i＝1,...,k,j＝1,...,NL)。这些码序列虽然与各个LC相对应并由(CM(1，1，1)...CM(1，NL，NS)),(CM(2，1，1)...CM(2，NL，NS)),...,(CM(ｋ，1，1)...CM(ｋ，NL，NS))构成，但它们被构造成使得在通过将复用扩展码片序列变换成至少在频域上正交的信号并复用这些信号而生成的变换信号的情况下，码片的数量kNLNK等于或小于子信道的数量“n”。注意，码片的KNLNK数量的阵列不限于上述配置，其还可以基于诸如扰乱等预定次序。
图3示出了包含具有图1所示的码长为“NS”的复用扩展码片序列的(k×NL)组(在下文中用KNL表示)的时间序列，其中横轴代表时间轴。在码序列“a-1”中，kNLNK数量的码片被并行变换，以及接着在随后被映射后，经历离散傅里叶逆变换(IDFT，Inverse DiscreteFourier Transform)或离散小波逆变换(IDWT，Inverse Discrete Wavelet Transform)。复用扩展码片序列的码片计数优选为但不限于“NS”的正整数倍，且可以不必限制成这个值，还可以被确定成对应于子带数“n”。此外，虽然在图中未示出，可以并行变换并随后映射KNLNK数量的扰乱码片。对于下至序列“a-r”的所需数量的复用扩展码片序列，可行的是，通过使用不同的分频方法生成和复用OFDM信号来生成多重度为“r”的复用OFDM信号，其中，复用OFDM信号被定义为变换信号中的一者。类似地，能够通过根据下至“a-r”的并行排列有码片的复用扩展码片序列中的每一者执行小波尺度系数(Wavelet scaling coefficient)和/或移位参数中的预定的设定并且生成和复用小波OFDM信号，来生成多重度为“r”的复用小波OFDM信号，其中复用小波OFDM信号被定义为变换信号中的一者。基于这样生成的复用OFDM信号或者复用小波OFDM信号来生成传输信号。类似地，可以基于通过对图2中的复用扩展码片序列(取代了使用图1中的复用扩展码片序列的变换信号)进行变换而生成的复用OFDM信号或者复用小波OFDM信号来生成传输信号。
图4示出了用于通过将复用扩展码片序列的时间序列分配至各个子带来生成变换信号的复用扩展码片序列的时间序列，且符号“a-(u,1),...,a-(u,r)”(其中，u＝1,...,n,)对应于被分配至第u个子带的r组复用扩展码片序列，其中，横轴代表时间轴。第i个OFDM信号是通过如下方法生成的：令“i”为从“1”到“r”的指定数，且通过在每个“i”下不同的分频方法对相对于“j”同步的码片CM(u,i,j)(其中，j＝1,...,NS，a-(u,r)的“u”范围从“1”到“n”)进行IDFT变换。类似地，对于全部“i”，生成并然后复用OFDM信号，由此生成复用OFDM信号。注意，图4举例说明了对码长为“NS”的复用扩展码片序列进行变换的情况，然而，还使用了码片计数为码长的正整数倍的复用扩展码片序列。此外，在使用小波的情况下，小波OFDM信号是以如下方式生成的：令“i”为从“1”到“r”的给定数，通过预定方法基于每个“i”来设定尺度系数和/或移位参数(二者被定义成小波参数)，并且对相对于“j”同步的码片CM(u,i,j)(其中，j＝1,...,NS，“a-(u,i)”的“u”的范围是从“1”到“n”)进行IDWT变换。相对于每个“j”中的所有“i”执行这个步骤，并然后生成和复用小波OFDM信号，因而生成多重度为“r”的复用小波OFDM信号。基于这些复用OFDM信号或者复用小波OFDM信号生成传输信号。注意，如果“k”为大于或者等于“2”，具有这种格式的变换信号可以包含使用图1或2中的复用扩展码片序列。
图5示出了应用到复用OFDM信号和复用小波OFDM信号的变换信号生成方法。这个示例举出了这样一种情况：令“k”为正整数，且将kNLNS数量的码片变换成n组的子信道，然而，不限于这个示例，可用的配置例如是：将(k×NS)数量的码片(在下文中将被写作kNS)变换至n组的子信道。
“a-0”中所给定的符号“p(i,j)”(在下文中将被指定为码片点)代表LC的第“i”个码片中的k组的复用扩展码片序列集合的KNS数量的码片的第“j”个码片。符号“a-1,...,a-r”代表各个码片点处的复用扩展码片序列中所包含的码片的值，其中，这些值被变换和复用成变换信号。
符号“b-1,...,b-r”代表OFDM信号，这些OFDM信号是通过对与 OFDM信号相对应的“a-1,...,a-r”的kNLNS数量的码片进行并行变换并将由此变换的码片分配到子信道而生成的，其中横轴代表时间轴。
符号“c”代表通过复用OFDM信号而生成的复用OFDM信号。
符号“d”代表复用OFDM信号的时间-频率划分子带G(i,j)(其中,i＝1,...,NL及j＝1,...,kNS.G(i,j)在下文中将被称作在频域中的码片点)，并对应于“a-0”的“p(i,j)”。每个G(i,j)由与“a-1,...,a-r”的码片点的值相对应的“g(i,j,1),...,g(i,j,r)”组成，其中“NS”为SC的码长，且Δ(i,j,h)为g(i,j,h)和g(i,j,h+1)(其中，h＝1,...,r-1)之间的间隔。
符号“e”表示根据本发明的复用OFDM信号中所包含的每个OFDM信号的子带的中心频率分量，其中，横轴表示频率，且纵轴代表频率分量的大小。G(i,j)(其中，i＝1,...,NL以及j＝1,...,kNS)是与LC的第“i”个码片中的码长为“NS”的k组扩展码片序列的第“j”个码片相对应的子带，以及G(i,j)由对应于“a-1,...,a-r”的“g(i,j,1),...,g(i,j,r)”组成。这里，Δ(i,j,h)为g(i,j,h)和g(i,j,h+1)(其中,h＝1,...,r-1)之间的间隔。
传输信号尽管包含图1中的“e”的复用扩展码片序列信号以及图5中的“c”的复用的OFDM信号且不限于这些信号，然而传输信号包括基于变换信号生成的任何信号，例如复用扩展码片序列及其脉冲串、通过分别利用复用扩展码片序列及其脉冲串中任一者对载波和跳频载波进行调制而生成的调制信号和跳频信号、通过复用OFDM信号和小波OFDM信号(这些信号是从复用扩展码片序列生成的且至少在频域上正交)而生成复用OFDM信号和复用小波OFDM信号、通过利用在频域上正交的信号调制载波或利用其复用信号调制载波而生成调制信号、或通过对在频域中正交的跳频载波及其复用信号进行调制而生成的跳频信号。OFDM信号和小波OFDM信号由实际信号(actual signal)或者复信号(complex signal)组成。注意，传输信号可以包括前同步码、后同步码、控制信号和同步信号。
接着，在下文中将描述从变换信号获取频域中的复用扩展码片序列的方法。令G(i,j)(其中i＝1,...,NL以及j＝1,...,kNS)为通过对变换信号进行DFT变换或DWT(离散小波变换)变换而获得的频域的码片 点，以及令“g(i,j,1),g(i,j,2),...,g(i,j,r)”为码片点的分量的集合。令“Ra”和“Rf”分别为在前码片点的数量以及在后码片点的数量，这些码片点影响码片点G(i,j)，且将来自码片点的分量的影响、来自(r×Ra)数量的在前分量的影响以及来自(r×Rf)数量的在后分量的影响相加到G(i,j)临近的点。相应地，令su(其中，u＝1,...,r(Ra+Rf)+r)为在G(i,j)临近取出的“r(Ra+Rf)+r”个点中的第u个点的值，令“xv”(v＝1,2,...,r(Ra+Rf)+r)为这个点处每个分量的值，且令“a(u,v)”为“xv”的系数，于是建立了表达式(1)。
[数学表达式1]
可以通过使用复用OFDM信号的对复用OFDM信号进行DFT变换的模型以及复用小波OFDM信号的对复用小波OFDM信号进行DWT变换的模型来预先确定表达式(1)中的值“a(u,v)”。令“r”为变换信号的多重度，令“A”为包含元素“a(u,v)”(其中,u,v＝1,...,r(Ra+Rf)+r))的矩阵，令“X”为包含元素“xv”(v＝1,...,r(Ra+Rf)+r))的列向量，以及令“S”为包含元素“su”的列向量，从而根据表达式(1)获得表达式(2)。
[数学表达式2]
AX＝S ----------(2)
根据表达式(2)建立表达式(3)。
[数学表达式3]
X＝A-1S ----------(3)
由此，获得了各个复用扩展码片序列的码片的频域的值。注意，在前码片和在后码片施加了对称影响，在这种情形下，建立了诸如Ra＝Rf的关系。如有必要，将频域中的由此获得的分量重新设置以表达复用扩展码片序列。
除了通过IDWT变换和DWT变换的组合生成和解调小波信号来获取复用扩展码片序列之外，还可以如下方式获取复用扩展码片序列：根 据基于IDWT变换生成的小波OFDM信号以使用短周期DFT变换的方式计算与图5中的“d”相对应的频率分量，以及通过与DWT变换相同的方法计算复用扩展码片序列的码片值。
接着，在下文中将结合图6描述从由此获得的复用扩展码片序列检测局部化脉冲的方法。图6中的符号“a”表示码长为“NLNs”的复用扩展码片序列，其是从通过与图1中的“e”相同的方法生成的传输信号在时域或频域中获得的。然而，为了简化说明，值“k”被设定成诸如k＝1。此外，图6中的码序列“b-1,...b-3”分别对应于图1中的码序列SC“c-1,...,c-3”。在图6中，“a”和“b-1”被同步并相乘，因而生成了“c-1”。类似地，从“a”和“b-2”生成“c-2”，以及从“a”和“b-3”生成“c-3”。符号“c-1,...,c-3”分别代表通过码序列CC的码片和码序列LC的码片相乘在一起而生成的信号，且“d”代表以相对码序列CC被局部化的方式生成的LC。虽然图6中未示出，但从通过对k组的经变换的具有多重度“r”的复用扩展码片序列进行复用而生成的转换信号来获得均与图6中的“a”相对应的kr组复用扩展码片序列，且所有的这些kr组的复用扩展码片序列经历下至码序列LC的局部化脉冲的检测的处理。针对存在于码序列LC的相同码片中的所有复用扩展码片序列执行上述处理。此外，码序列“e”是通过针对码序列LC对局部化脉冲“d”进行局部化来获得的。注意，这些处理方法可以被应用到数据通信、测量等。
下面对包含数据的传输信号的情况下的数据传输方法进行说明。数据是通过对输入的源数据进行处理而生成的二进制脉冲串，上述处理包括误差校正编码。数据被变换至预定格式以被映射到码序列LC、CC、SC中的至少任意一者的类型、移位时间和/或振幅。
将通过举出一个示例的方式说明如下情形：变换信号是复用OFDM信号或者复用小波OFDM信号，且数据仅被映射到码长为“NS”的码序列SC的确定移位时间。LC的码片的时宽被设置成复用扩展码片序列的时间长度的k倍，令k为每个码片中所包含的复用扩展码片序列的数量，令“nd”为如下码序列SC的数量，该码序列SC上映射有各个复用扩展码片序列占有的数据，令“r”为复用OFDM信号或复用小波OFDM信号的多重度，令“LL”为如下LC的码片计数，该LC具有映射数据的复 用扩展码片序列，接着kNLNS数量的码片所携带的数据的数据量(数据大小)为(k×nd×LL×r×log2NS)比特。
通过检测码序列SC的移位时间来检测数据。注意，这个数据大小是在针对所有的复用码序列相等地设定码序列“nd”和复用扩展码片序列“k”的情况下给出的，且也可以不同地设定。此外，也可以以针对LC的每个码片将“k”、“nd”和“r”设定成不同值的方式来生成变换信号的集合。在噪声环境中，很难从复用扩展码片序列中检测出特定的扩展码片序列，且如果扩展码片序列具大的多重度，即使在低噪声环境下，因为干扰的发生，也很难检测出特定的扩展码片序列。因此，根据本发明，通过在能够实现码序列CC的局部化脉冲的检测条件下对码序列CC的被定义成第一局部化脉冲的局部化脉冲进行检测来改善SN比，由此确定码序列。
在这个处理中，通过根据如下信号针对CC检测最大的局部化脉冲来确定码序列SC和CC，该信号是通过针对各个复用扩展码片序列将具有顺序改变的移位时间的SC相乘或通过将具有不同移位时间的SC并列相乘而给定的，并且此外通过CC确定出码序列LC。注意，在这种情况下，可以通过将码序列LC的码长设定为“1”来省略LC的局部化过程。此外，特别是针对低噪声信号，可以通过使用如下复用扩展码片序列来生成变换信号，在该复用扩展码片序列中，耦合用码序列CC的码长NC被给定成诸如NC＝1，而LC的码长NC是所要求的码长，或者这些码长被给定成诸如NC＝1以及NL＝1。另一方面，如果很难检测CC的局部化脉冲，在CC的局部化脉冲充当LC的码序列的情况下，通过检测和决定LC的被定义为第二局部化脉冲的局部化脉冲来确定每个码序列。应当注意，本发明中的“码序列的确定”意味着使用已知码序列来确定码序列的移位时间和/或传输信号的极性，且包括使用未知码序列来确定码序列的类型、移位时间和/或传输信号中的极性。通过将由所确定的码序列、码序列的所确定的移位时间和/或所确定的极性表达的数据转换至相反格式(reverse format)来计算数据，并接下来根据所计算的数据解码出源数据。注意，其码片被映射到以复用扩展码片序列为顺序的多值的相移键控(phase-shift keying，PSK)、脉幅调制(Pulse AmplitudeModulation， PAM)、幅移键控(amplitude shift keying，ASK)等的复用扩展码片序列的OFDM信号或小波OFDM信号代表频域中的复用扩展码片序列，且通过SC被直接解扩展。
此外，码序列SC被构造成与k比特数据相关的2k种码序列，由此可以通过使用SC实现加速方案。而且，可以通过将数据映射到这里提出的SC的移位时间和/或极性来实现进一步加速方案。在这样的情况下，通过一种限制码序列的类型增加的方法，可以通过利用多个给定有极性的SC的组合针对每个SC来构造和复用扩展码片序列。此外，也可以将数据映射到CC和/或LC。
接下来，将描述根据本发明的测量方法。根据在传输侧确定的变换信号或根据在预定程序中切换的多个变换信号来生成传输信号，并然后传输传输信号。由此生成的传输信号包括：复用扩展码片序列及其脉冲串中的任一者、通过利用扩展码片序列和其脉冲串中任一者对载波极性进行调制而生成的调制信号、通过对跳频载波进行调制而生成的跳频信号、通过对从复用扩展码片序列生成且在频域中正交的OFDM信号和小波OFDM信号进行复用而生成的复用OFDM信号和复用小波OFDM信号、通过利用在频域内正交的信号或具有其复用信号对载波进行调制而生成的调制信号和正交调制信号、或者通过对跳频载波进行调制而生成的跳频信号，然而，信号的类型并不局限于上述的那些。所传输的信号在经历诸如被目标对象反射、吸收、散射和衍射等这样的作用后被检测为透射信号、荧光辐射信号、黑体辐射信号或反射信号等，且可以从所检测的信号获得目标对象上的信息。另外，可以采取这样的结构：通过检测传输信号来获得用于测量的传输装置、目标对象和用于测量的接收装置之间的距离以及介质上的信息。此外，可行的是，在以使用一部分的或全部的传输信号的方式控制目标对象的状态的同时，或通过以此方式目标对象的状态，来测量例如目标对象的量子状态等状态的控制结果。
[工作示例]
图7示出了根据本发明的使用了码序列的传输系统的构造的示例，使用码序列的传输系统1包括传输装置2、接收器3和切换装置4。传输装置2包括输入装置21、复用扩展信号生成装置23、变换装置24、传输 用(transmission-purpose)信号生成装置25、传输装置26、控制装置22、以及与切换装置4和/或接收装置3执行通信的通信装置27，以上各个装置以与时钟同步的方式受控于控制装置22。另一方面，接收装置3包括传输信号检测装置31、变换信号处理装置32、检测使能装置33、确定装置34、解码装置35、显示/输出装置36、与切换装置4和/或传输装置2进行通信的通信装置37、控制装置38和同步检测装置39，以上各装置以与时钟同步的方式受控于控制装置38。同步检测装置捕捉所检测的传输信号的同步，通过使用导频信号来评估线路状态以及能够通过检测和预测噪声来消除周期性噪声。
图8示出了输入装置21。输入装置21通过对源数据应用诸如扰乱处理(scramblingprocess)、RS编码处理(Reed-Solomon coding process)、卷积运算处理(convolutionarithmetic process)、删余处理(puncturing process)、交织处理(interleavingprocess)、奇偶校验处理(parity checking process)等处理中任一处理来生成数据。注意，应用到源数据的处理不限于以上所述，还可以根据相应的通信环境进行添加、删除以及改变。
图9描述了复用扩展信号生成装置23。码序列发生单元231通过使用如存储器(未示出)中所存储的各个码序列的给定基本状态来生成图1中的“a”的基本状态LC、图1中的“b-1”到“b-3”的基本状态CC，以及图1中的“c-1”到“c-3”的基本状态SC。另一方面，通常，数据可以被映射到所有码序列SC、CC以及LC。因此，例如，令“VC”和“LL”分别为CC的码片计数以及LC的码片计数，数据格式转换单元235将格式转换成NS进制(VC×LL)数字格式。特别地，在VC是“1”的情况下，数字计数为LL个数位。然后，数据映射单元232对格式被转换成所要求的码序列的数据进行映射，由此生成了图1中的码序列“c-1”至“c-3”或图2中的码序列“c-1”至“c-3”。乘积单元233以使用由数据映射单元232生成的码序列的方式使SC、CC的码片与LC的码片相乘，由此生成了图1中的所要求的扩展码片序列“d-1至d-3”或图2中的所要求的扩展码片序列“d-1至d-3”。接下来，复用单元234对由乘积单元233生成扩展码片序列进行复用，因此生成图1或图2中的复用扩展码片序列“e”。
图10示出了用于生成OFDM信号的变换装置24。所要求数量的复用扩展码片序列在被串行至并行变换之后通过映射单元241a进行映射，并通过IDFT单元242a进行IDFT处理，从而生成OFDM信号。这个处理以改变分频方法的方式重复与变换信号的多重度相等的r次，并通过复用单元234a对所生成的r组OFDM信号进行复用，因而生成被定义为变换信号的复用OFDM信号(“r”是自然数)。接着，GI插入单元244a将保护间隔(guard interval)插入至这些复用OFDM信号，且具有保护间隔GI的信号被作为实际信号或复信号被输出至传输用信号生成装置25。将保护间隔插入至OFDM信号的方法是本领域技术人员已知的。
图10中的传输用信号生成装置25将前同步码附加到插入有保护间隔GI的变换信号的前部和/或将后同步码附加到插入有保护间隔GI的变换信号的后部，然而，由传输用信号生成装置25附加的信号不限于以上所述。
图11示出了用于小波OFDM信号的切换装置。由图1或图2中的“e”给出的所要求数量的复用扩展码片序列在通过IDWT映射单元241b被串行至并行变换之后通过IDWT映射单元241b进行映射以及通过IDWT单元242b进行IDWT处理，从而生成由图5中的“b-1至b-r”所给定的小波OFDM信号。这个处理以改变参数设定的方式重复与变换信号的多重度相等的r次，然后通过IDWT复用单元243b对所生成的r组小波OFDM信号进行复用，因而生成被定义为变换信号的复用小波OFDM信号，上述信号作为实际信号或复信号被输出至传输用信号生成装置25。
图11中的传输用信号生成装置25将前同步码附加到变换信号的前部和/或将后同步码附加到变换信号的后部，然而，附加使能信号(attachment-enabled)不限于以上所述。
传输用信号生成装置25的输出信号被输入至传输装置26，在传输装置26中生成并传输传输信号。在这个示例中，通过切换装置4将传输信号传输到接收装置，然而，在被配置成不使用切换装置4的数据传输系统中，传输信号被直接传输到接收装置。
图12示出了接收装置3的变换信号处理装置32，接收装置3接收如下类型的传输信号，在该类型的传输信号的情况下，变换信号为多重读等于或大于“1”的复用OFDM信号。变换信号处理装置32的GI移除单元3211将通过传输信号检测装置31根据传输信号检测的变换信号的保护间隔移除，通过DFT单元3212将变换信号DFT变换至频域，然后DFT复用扩展码片序列获取单元3213基于表达式(3)获得频域的各个码片点的分量，且从这些分量获得复用扩展码片序列。
图18描述了用于通过将码序列用作前同步码来去除叠加在传输信号上的延迟波(delay wave)而不是通过使用保护间隔GI来移除延迟波的方法。在工作示例中，这个延迟波去除方法用于通过减小使用了小波OFDM信号的通信中的符号长度来实现加速方案的情况，以及用于通过移除使用OFDM信号的通信中的保护间隔GI来实现加速方案的情况，且图13中的变换信号处理装置32用于通过利用SN比的大改善率来移除由多路(multi-paths)引起的延迟波。
图18中的符号“a-1”表示传输信号，在传输信号中，前同步码包括均具有周期“T”的码序列的两个周期，且随后设置有用于代表另一条信息的脉冲串或变换信号。M序列(M-Sequence)作为码序列是优选的，这是因为仅有M序列具有自相关函数的峰值(peak)，且其长度可能等于或大于两个周期。
符号“a-2”代表被延迟了时间段“d1”的传输信号的延迟波，其中，从“2T”到“2T+d1”的脉冲串等于“a-1”的波形中的从“2T-d1”到“2T”的部分。符号“a-3”代表被延迟了时间段“d2”的传输信号的延迟波，其中，虽然在图中未示出，从“2T”到“2T+d2”的脉冲串等于传输波形的从“2T-d2”到“2T”的部分。虽然未在图中描述，接收波是在传输信号上叠加由反射等引起的这些延迟波而形成的。
符号“b-1”代表在接收波和码序列之间的相关函数，其中，接收波是通过在传输信号“a-1”上叠加延迟波“a-2”和“a-3”而生成的。在图18示出的“b-1”中，传输信号的相关函数的脉冲、延迟时间“d1”的延迟波的相关函数的脉冲、以及延迟时间“d2”的延迟波的相关函数的脉冲分别在时间“0”、时间“d1”和时间“d2”处生成。这些脉冲的 振幅分别代表传输信号和延迟波的强度。
符号“c-1”表示通过从接收波中移除延迟波而成形的波形。由于来由第一个延迟波引起的传输信号的“2T-d1”至“2T”的时间区段的脉冲串与来自由第二个延迟波引起的传输信号的“2T-d2”至“2T+d1-d2”的时间区段的脉冲串叠加在接收信号的时间区段“D1”(“2T”至“2T+d1”)上，所以通过计算接收波和码序列之间的相关函数来获得局部化脉冲，且通过从每次具有通过使用延迟时间和脉冲的振幅而被修正振幅的接收波的时间区段“2T”至“2T+d1”减去延迟波来检测被移除了延迟波的时间区段“D1”中的“c-1”的传输信号。
在接收信号的“2T+d1”至“2T+2d1”的时间区段D2中，基于相关函数对包括传输信号“a-1”的“2T”至“2T+d1”的时间区段的脉冲串的第一延迟波的延迟时间的振幅和周期以及包括该传输信号的“2T+d1-d2”至“2T+2d1-d2”的时间区段的第二延迟波的振幅和周期进行修正，并接着将它们移除，并且检测被移除了延迟波的时间区段D2的传输信号“c-1”。
下面，类似地，通过从接收信号的“2T+(n-1)d1”至“2T+nd1”的时间区段Dn中移除延迟波来检测“c-1”的传输信号。
“c-1”的传输信号经历解扩展处理以及随后经历局部化处理，然后检测扩展用码序列的移位时间，并计算数据。
在上述描述中，设置在前同步码中的码序列可以作为脉冲串发送，且也可以被变换成正弦波或余弦波、小波脉冲等并由此进行传输。特别是在小波OFDM和OFDM中，以每个子信道为基础生成以及传输这些波形，而在接收侧以每个子信道为基础检测波形，或者，对波形进行串行至并行变换以及将其分配至子信道，生成小波OFDM信号或OFDM信号并进行传输，以及在接收侧对所检测的波形进行串行至并行变换，因此能够获得复用扩展码片序列。此外，变换信号包括傅里叶变换信号、脉冲串、小波OFDM信号的子信道信号以及OFDM信号的子信道信号，然而，变换信号不限于以上所述。尤其是在包括小波OFDM信号和OFDM信号的变换信号中，通过图18所示的方法以每个子信道为基础移除延迟 波，或者可选的，可以使用基于指定信道的延迟波的内插值或移除了延迟波的信号来去除信道的延迟波。
图13示出了接收装置3的变换信号处理装置32，接收装置3接收传输如下类型的传输信号，在该类型的传输信号的情况下，变换信号是多重度等于或大于“1”的复用小波OFDM信号。通过DWT单元3221对通过检测装置31从传输信号检测的变换信号进行DWT变换，通过DWT复用扩展码片序列获得单元3222基于表达式(3)来获得频域中的各个码片点的分量，且从这些分量获得在图5的“e”中所描述的各个复用扩展码片序列。
图14示出了根据本发明的检测使能装置33。解映射单元331的输出信号与SC相乘并通过解扩展单元332进行解扩展，然而，在以复用扩展码片序列的码片为顺序的诸如多值的PSK、PAM及ASK等的施加映射的信号的情况下，变换信号处理装置32的输出信号代表复用扩展码片序列，且因而解扩展单元332可以直接通过SC对变换信号处理装置32的输出信号进行解扩展。注意，已经历解扩展的扩展码片序列处于CC的局部化脉冲能够被检测的状态。本发明中的术语“局部化(localization)”意味着计算包括码序列的信号和码序列之间的相关函数或者通过由码序列构成的匹配滤波器(matched filter)检测这些信号。
图15示出了确定装置34。检测使能装置33的输出信号通过第一局部化单元341针对CC对进行局部化，并被输出到第二局部化单元342，这个输出信号的峰值被峰值检测单元343检测，接着确定单元344通过判定最大峰值来确定CC，从而基于其判定结果确定SC和LC。然而，在另一方面，如果确定单元344不能决定第一局部化单元341的输出信号的最大峰值，则第二局部化单元342从第一局部化单元341的输出信号生成相对LC的局部化信号，峰值检测单元343检测局部化信号的峰值，接着确定单元344通过判定最大峰值来确定LC，并接着确定SC和CC。特别地，如果用于解扩展的SC的移位时间与变换信号处理装置32的输出信号的SC的移位时间一致，则CC的局部化脉冲的峰值和LC的局部化脉冲的峰值达到它们的最大峰值，且因而基于CC或LC的确定来确定SC。
这里，举例说明由确定装置34实施的局部化脉冲快速检测方法。这个检测方法涉及：通过连续改变SC的移位时间对包括复用扩展码片序列的信号进行解扩展、从所扩展的信号计算局部化信号、检测最大局部化脉冲、以及由此确定SC的移位时间。注意，在检测使能装置33每次执行解扩展处理时，确定装置34可以通过这个技术计算局部化信号。
便于说明，图1中的局部化用码序列(LC)可以是包括码长“NL”被给定成“NL”＝7的M序列“XL”的一个序列,其由表达式(4)表达。
[数学表达式4]
XL＝(1，1，1，-1，-1，1，-1)-------------(4)
此外，耦合用码序列(CC)可以是码长NC＝1的脉冲串且也可以是包括针对LC的7个码片布置“+1”的码序列。
另外，扩展用码序列(SC)可以是码长NS＝7的M序列“XS”，其中标准状态是相对于与LC的码片相对应的7个序列，数据同时为“0”，且这个M序列“XS”由表达式(5)表达。
[数学表达式5]
XS＝(1，1，1，-1，-1，1，-1)-------------(5)
此时，图1中的“a”给出了“XL”的7个码片(CL1,CL2,CL3,CL4,CL5,CL6,CL7)。为了简化说明，在“b-1”中，所有码片(CC(1,1),CC(2,1),CC(3,1),CC(4,1),CC(5,1),CC(6,1),CC(7,1))被设定成“+1”，且LC的每一个码片的复用扩展码片序列的多重度被设定成“1”。而且，码序列“c-1”是数据被映射到“XS”的移位时间的扩展码序列(CS(1,j,1),CS(1,j,2),CS(1,j,3,),CS(1,j,4),CS(1,j,5),CS(1,j,6),CS(1,j,7))(j＝1,...,7)，其中，值“k”被设置成1。码序列“d-1”是通过在“a”,“b-1”和“c-1”之间采用同步以及将其相乘而生成的码序列，以及在这个示例中，每个LC的码片的复用扩展码片序列被定义为与如下扩展码片序列XS相等的二进制脉冲串，该扩展码片序列XS具有与该码片的极性相一致的极性且被映射有数据。图1中的码序列“e”是包括“d-1”的脉冲串。
在图6中，复用扩展码片序列“a”是复用扩展码片序列，该复用扩 展脉冲串在图1中由“e”给定的多重度为“1”，且在这个示例中被构造成使得由表达式(5)表达的扩展用码序列的移位时间是基于数据确定的且其极性与LC的码片的极性相一致。通过以改变接收装置中准备的表达式(5)所表达的扩展码片序列“XS”的移位时间的方式针对LC的每个码片从“0”至“6”进行相乘，来对这个信号进行解扩展，由此生成图6中的“c-1”的解扩展信号。虽然图中未示出，生成了每个码片的7组的解扩展信号。
以上述方式执行处理，相对LC的局部化信号是通过采用LC的7个码片中的每个码片的7组解扩展信号来计算的，且7个扩展码片序列“XS”的移位时间的时段是以检测其最大脉冲的方式确定的，由此获得7进制中的7位数据。在包含SC的由被映射有相同数据的SC扩展的一些确定码片的信号中，独立的码片计数减小，且因而解扩展处理和局部化处理的运算次数减少。
然而，在另一方面，不通过使用所有的解扩展信号来计算与局部化用码序列相关的局部化脉冲，而是替代地，将各个解扩展信号的检测值分别进行分组并在各个组中相加，通过相对局部化用码序列对相加值进行局部化来生成局部化信号，从局部化信号检测最大局部化脉冲，确定用于给出最大局部化脉冲的总和组(sum-tuple)的扩展值，随后对构成总和组的解扩展信号的检测值分别进行分组和相加，从其相加值计算局用于部化用码序列的局部化信号，通过检测其最大值来计算用于给出最大值的总和组，并确定作为其分量的解扩展信号的值。在下文中，类似地，将用于构成给出最大值的总和组的解扩展信号进行归类并接着相加，并由此确定用以给出最大局部化脉冲值的总和组，重复执行上述处理以确定与每个码片相对应的扩展码序列的移位时间，由此获得数据。
注意，如上所述，表达式(4)代表由具有码长“7”的M序列组成的局部化用码序列“XL”，其被表达成XL＝(1,1,1,-1,-1,1,-1)。此外，表达式(5)代表由具有码长“7”的M序列组成的扩展码序列“XS”，其在数据为“0”的基础状态下被表达成XS＝(1,1,1,-1,-1,1,-1)。这个扩展用码序列的位移时间可以根据数据被设定成“0”至“6”的任意值。而且，耦合码CC的码长被设定成“1”，扩展码序列的多重度被设定成 “1”，以及振幅被设定成“+1”。此外，码序列“XL”和“XS”可以是不同类型的码序列。而且，对于XL的每个码片，码序列“XS”可以由相同的码序列、不同的码序列或者确定的码序列构成。注意，用于LC和SC的码序列不局限于M序列，且还可以涉及使用Gold码序列和卡沙米码序列等。
通过在局部化用码序列的第一、第二、第三和第六个码片中的解扩展处理而获得的扩展信号的值是由下述表达式(6)表达的值Aq(q＝1,2,3,6)。
[数学表达式6]
A1＝A2＝A3＝A6＝(7，-1，-1，-1，-1，-1，-1)--(6)
此外，局部化用码序列的第四、第五和第七个码片的解扩展信号的值Ak(k＝4,5,7)是通过反转“A1”的各个元素的码而获得的值。Ak(k＝4,5,7)的极性被转换成正号(plus)以及被相加到与LC有关的最大局部化脉冲值上，且因此将基于例如AL＝A1(L＝1,...,7)的假设下进行如下说明。注意，在数据的必要项目被存储在例如存储器等装置中的下述讨论下做出假设。
例如，根据如下方式对AL的码片进行归类并存储。
aL＝(7,-1,-1,-1)以及bL＝(-1,-1,-1)，或者
cL(-1,-1,-1,-1)以及dL＝(7,-1,-1)。
分别对aL、bL、cL以及dL的值进行相加，且所所相加的值进行如下计算：
aLsum＝7-1-1-1＝4，
bLsum＝-1-1-1＝-3，
cLsum＝-1-1-1-1＝-4，
dLsum＝7-1-1＝5。
将在下文描述通过使用“aLsum–bLsum＝7”和“cLsum–dLsum＝-9”来计算局部化脉冲的差分处理的情况。
[数学表达式7]
Φk＝(NL-k)(aLsum-bLsum)+k(cLsum-dLsum)
＝7(7-k)+9k --(7)
表达式(7)表达了在令“k”为由“cLsum–dLsum”给定的数目的情况下差分处理中的最大局部化脉冲Φk(k＝0,...,7)。在检测由“Φk＝49”(这里k＝0)给出的最大局部化脉冲的情况下，执行以下处理。具体地，针对LC的所有的码片，选择“aLsum–bLsum＝7”的组，且对码片“aL”进行如下归类：
aL1＝(7,-1),以及
aL2＝(-1,-1)。
以如下方式计算各个所相加的值：
aL1sum＝7-1＝6,
aL2sum＝-1-1＝-2
然后，进行“aL1sum–aL2sum＝8”的计算。在这种情况下，由“8×7＝56”给定最大局部化脉冲值Φ00，且选择“aL1”。
对码片“aL1”进一步进行归类，并分别执行例如aL11＝7、aL12＝-1、aL11sum＝7、aL12sum＝-1以及aL11sum-aL12sum＝8的计算，由此最大局部化脉冲值变为“56”。结果，选择“aL11”(L＝1,...,7)，与LC的码片相对应的各个SC的所有移位时间段变为“0”，且确定七进制中的7位数据(0，0，0，0，0，0，0)。
在仅“cL”和“dL”的情况下，以及“aL”“bL”“cL”和“dL”的混合的情况下，通过针对局部化用码序列检测最大局部化脉冲来计算移位时间，从而能够确定数据。
不通过使用在每组的相加值之间的差异来计算最大局部化脉冲，而是替代地，通过以使用每组的相加值的方式针对局部化用码序列检测最大局部化脉冲来计算移位时间，由此可确定数据。根据本发明(其中，检测局部化脉冲的运算量大约与比较所有状态的方法的运算量相同且例如约为4/10,000)，LC和SC中每者的码长均为“7”，而CC的码长为 “1”。注意，通过将所有差分值与“+”和“-”相乘来计算局部化信号，且根据以上方法，将其最大脉冲确定为最大局部化脉冲，然而，如果差分值具有由确定实现的SN比(determination-enabled SN ratio)，则确定出其正和负，由此能够减小运算次数。
图19示出了如下情况下的基带信号的模拟波形，在该情况中，图1中的“a”的局部化用码序列LC是码长为“7”的M序列，“b-1”的耦合用码序列“CC”是码长为“1”并且极性为“+”的脉冲串，且“c-1”的扩展码序列SC是码长为“63”且被映射有数据“0”的M序列。根据本发明的局部化脉冲检测方法可以应用到能够检测作为基带信号的传输脉冲串的通信方法，且由此该模拟的结果可以应用到使用被映射有数据的扩展码片序列的基带通信、包括扩展码片序列(其具有被映射到频域的数据或具有在映射有数据的时域中被分配有基带信号的扩展码片序列的子信道)的OFDM通信或小波OFDM通信、具有包括含有数据的解调信号的基带信号的扩展码片序列的单载波通信或多载波通信、根据被映射有数据的扩展码片序列生成的脉冲串的脉冲串通信等等。
在这个示例中，与图1中的“a”相对应的局部化用码序列是码长为“7”的M序列，于图1中的“d-1”相对应且码长为“63”的扩展用码序列具有与LC码片的极性相同的极性，且图1中的“c-1”的k值是“1”。因为CC的码长是“1”，与图1中的“e”相对应的复用扩展码片序列的多重度变为“1”且这些信号与对应于图1中的“d-1”的信号相同。与图6中的“a”和“b-1”相对应的信号等于与图1中的“e”和“c-1”相对应的信号。接收信号是如下类型的信号，在该类型下，由多路引起延迟信号、干扰噪声和其他窄带和宽带噪声叠加在与对应于图6中的“a”相对应的传输信号上。当这些接收信号通过与图6中的“b”相对应的SC进行解扩展时，获得了与图6中的“d”相对应的7个LC码片，且噪声叠加在其上。CC的码长是“1”，且因此使与图6中的“d”相对应的码片的根据CC计算的局部化脉冲与LC的码片相等。通过使用LC对这些码片进行局部化，且计算局部化脉冲。
在这里，术语“局部化”意味着通过如下方式处理信号：匹配滤波器或执行这个信号与所要求的码序列之间的相关函数的过程。本实施例 也能够应用于图2所示的配置。在图2中，k值由k＝1给定，LC是具有码长为“7”的M序列，“b-1”的耦合用码序列CC是码长为“1”且极性为“+”的脉冲串，且“c-1”的扩展用码序列SC是被定义为M序列的基带信号、码长为“63”的且被映射有数据“0”的扩展用码序列。此外，由于CC的码长为“1”，由图2中的“e”给定的复用扩展码片序列是多重度变为“1”且与图2的“d-1”相同的信号。
在图19中，在相关函数由P(x)表示的情况下，纵轴表示相关函数的值，而当横轴表示“x”，且在这个示例中，局部化脉冲在横轴上的位置是由数据确定的从“0”至“6”的七个点。在图19中，上段处的波形代表下述接收信号，即从0倍变化至25,000倍的干扰噪声功率以及从0倍变化至5,000倍的带内正弦波噪声功率因而重叠在信号功率上。
如图6中“e”所示，根据本发明，由SC的移位时间表达且与所检测的局部化脉冲的时间延迟相等的数据是基于图19中的距纵轴的距离计算的。下段处的三角波是以当对LC的各个码片连续从“0”至“62”改变时通过将SC与接收信号相乘在一起对接收信号的码片进行解扩展的方式通过使用LC的所有码片的解扩展值来计算LC的局部化脉冲，并且三角波的峰值与纵轴保持固定的距离，其相对干扰噪声功率从0倍至25000倍的变化以及与带内噪声功率从0倍至5000倍的变化保持高度稳定，由此，数据被适当地传输。在本实施例中，第一峰值被定义为“0”。由于与LC相关的相关函数是周期“7”的周期函数，所以第二峰值出现。注意，在相同噪声情况下检测DS-SS信号的测试中，由于直流成分尤其受到带内噪声的影响而出现错误的检测。
图16示出了解码装置35。逆格式变换单元351通过对由SC、CC和LC(它们由决定装置34确定)代表的数据格式进行解格式(de-formatting)来计算数据，并且接下来解码处理单元352通过对输入装置31所执行的各个处理进行解码来解码源数据。
图17示出了根据本发明的使用码序列的测量系统10000。这个系统包括测量用传输装置20000和测量用接收装置30000，并测量测量目标40000。测量用传输装置20000包括复用扩展码片生成装置20021、变换装置20022、传输用信号生成装置20023、传输装置20024和控制装置 20025，其中各个装置以与控制装置20025的时钟同步的方式受到控制。另一方面，测量用接收装置30000包括信号检测装置30031、变换信号处理装置30032、检测使能装置30033、确定装置30034、分析装置30035、显示/输出装置30036以及控制装置30037。在测量用传输装置20000中，复用扩展码片信号生成装置20021通过将LC的码片、CC的码片和SC相乘在一起来生成扩展码片序列，以及通过复用具有等于或大于“1”的多重度的扩展码片序列来生成复用扩展码片序列，且变换装置20022将复用扩展码片序列变换成使用图3中的构成的OFDM信号、使用图4中的构成的OFDM信号、使用图3中的构成的小波OFDM信号或使用图4中的排布的小波OFDM信号，并且通过复用这些具有等于或大于“1”的多重度的信号来生成变换信号。注意，变换信号不局限于以上所述的那些，且复用扩展码片序列也可以作为变换信号进行处理。接着，传输用信号生成装置20023生成传输用信号，且传输装置20024生成具有所要求模式的传输信号并将所生成的信号传输至测量目标40000。传输信号包括复用扩展码片序列、其脉冲串、通过调制载波而生成的变换信号和通过借助复用扩展码片序列和脉冲串中任一者调制跳频载波而生成的跳频信号、通过分别对从复用扩展码片序列生成且在频域上正交的OFDM信号和小波OFDM信号进行复用而生成的复用OFDM信号和复用小波OFDM信号、通过利用在频域上正交的信号或其复用信号对载波进行调制而生成的变换信号、或者借助这些信号对跳频载波进行调制而生成的跳频信号中的任一者。由此构造的传输信号可以通过诸如电磁波、光、超声波、磁波(magnetic wave)、放射线(radioactiveray)、电子束和质子束(proton beam)等能量介质进行携带，然而，介质的类型不限于以上所述。
来自测量目标40000的信号通过测量用接收装置30000的配备有传感器的信号检测装置30031来检测，并且被传输至变换信号处理装置30032，且如果其变换信号是复用OFDM信号则被DFT变换，而如果是复用小波OFDM信号，则被DWT变换，并且使用表达式(2)和表达式(3)分别每个OFDM信号的复用扩展码片序列或每个小波OFDM信号的复用扩展码片序列。接着，检测使能装置30033将这些复用扩展码片序列与SC相乘，由此使CC能够被检测到，且确定装置30034通过针对 CC检测局部化脉冲的峰值来确定最大峰值或通过针对CC和LC检测局部化脉冲的峰值来确定相对于LC的局部化脉冲的最大峰值。然后，通过测量CC或LC的最大的峰值的振幅、延迟时间等来获取测量目标的信息。特别地，基于图4中的构成生成的OFDM信号和小波OFDM信号适用于如下情况：基于每个子带或基于每个时间-子带，同时获取目标的信息。
注意，使用图7–17说明的各个装置和各个单元可以分别通过硬件电路来实现，也可以在诸如FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等PLD(Programmable Logic Device，可编程逻辑器件)上实现，且还可以进一步以存储器中所存储的控制程序被载入到CPU并由CPU(Central ProceSSing Unit，中央处理器)执行的方式来实现上被执行的形式实现。
[工业实用性]
本发明尤其能够用作诸如电力线和电话线等由于较大噪声而需要高SN比改善率的有线信道、使用诸如光、无线电波、磁波和超声波等的无线介质的无线传输信道来实现有效通信的无线通信系统、以及使用无线介质的测量系统。
[附图标记的说明]
1...使用码序列的通信系统
2...使用码序列的通信系统的传输装置
21...输入装置
22...控制装置
23...复用扩展信号生成装置
231...码序列发生单元
232...数据映射单元
233...乘积单元
234...复用单元
235...数据格式变换单元
24...变换装置
241a...映射单元
242a...IDFT单元
243a...复用单元
244a...GI插入单元
241b...IDWT映射单元
242b...IDWT单元
243b...IDWT复用单元
25...传输用信号生成装置
27...通信装置
3...使用码序列的通信系统的接收装置
31...传输信号检测装置
32...变换信号处理装置
3211...GI移除单元
3212...DFT单元
3213...DFT复用扩展码片序列获取单元
3221...DWT单元
3222...DWT复用扩展码片序列获取单元
33...检测使能单元
331...解映射单元
332...解扩展单元
34...确定单元
341...第一局部化单元
342...第二局部化单元
343...峰值检测单元
344...决定单元
35...解码单元
351...逆格式变换单元
352...解码处理单元
36...显示/输出装置
37...通信单元
38...控制装置
39...同步检测装置
4...切换装置
10000...使用码序列的测量系统
20000...测量目的传输装置
20021...复用扩展信号生成装置
20022...切换装置
20023...传输用信号生成装置
20024...传输装置
20025...控制装置
30000...测量用接收装置
30031...信号检测装置
30032...变换信号处理装置
30033...检测使能装置
30034...确定装置
30035...分析装置
30036...显示/输出装置
30037...控制装置

Claims (29)

1.一种使用码序列的传输信号生成和检测方法，包括：
针对耦合用码序列的码片，通过对扩展码片序列进行复用来生成具有等于或大于“1”的多重度的复用扩展码片序列，所述扩展码片序列是通过将扩展用码序列、所述耦合用码序列的码片与局部化用码序列的码片相乘在一起的方式形成的，所述扩展用码序列包括被映射有数据的序列，基于变换信号生成传输信号并传输所生成的传输信号，所述变换信号是通过对至少单个的所述复用扩展码片序列或多个复用扩展码片序列进行变换生成的；以及
通过检测所述传输信号从所述变换信号在时域中或频域中获取所述复用扩展码片序列，使所获取的所述复用扩展码片序列与所述扩展用码序列相乘，并从所相乘的信号检测所述耦合用码序列的局部化脉冲和/或所述局部化用码序列的局部化脉冲，
其中所述扩展用码序列是用于通过在与耦合码的码片耦合之后被复用来形成复用信号，且用于利用所述复用信号对局部化码的码片进行扩展的码序列，
所述耦合用码序列是用于线性耦合用于扩展的多个码脉冲串并且由此复用所述脉冲串的码序列，
所述局部化用码序列是用于通过如下方式来确定扩展码的移位时间的码序列：根据由所述耦合码的局部化信号构造成的码片来计算局部化信号，并检测最大局部化脉冲，
所要生成的所述复用扩展码片序列的所述多重度等于所述耦合码的码长。
2.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，所述变换信号是通过将所述复用扩展码片序列变换成至少在频域中正交并对具有等于或大于“1”的多重度且被变换的所述复用扩展码片序列进行复用而生成的。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，
所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用OFDM信号，所述复用OFDM(正交频分复用)信号是通过对由分频方法生成的OFDM信号进行复用而获得的，所述分频方法是针对每个所述复用扩展码片序列确定的，且
所述复用扩展码片序列是通过将所述复用OFDM信号变换至频域而获得的。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，
所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用小波OFDM信号，所述复用小波OFDM信号是通过对由针对每个所述复用扩展码片序列确定的参数设定生成的小波OFDM信号进行复用而获得的，且
所述复用扩展码片序列是从所述复用小波OFDM信号的小波系数获得的。
5.根据权利要求1和2中任一项所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，
所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用小波OFDM信号，所述复用小波OFDM信号是通过对由针对每个所述复用扩展码片序列确定的参数设定生成的小波OFDM信号进行复用而获得的，且
所述复用扩展码片序列通过将所述复用小波OFDM信号DFT(离散傅里叶变换)变换至频域而获得的。
6.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，
所述变换信号被定义为所述复用扩展码片序列，且
所述传输信号是基于所述复用扩展码片序列生成的。
7.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，
所述传输信号是通过使用用于生成包括所述变换信号的传输信号的信号对跳频载波进行调制而生成的，且
所述复用扩展码片序列被定义成根据从所述传输信号检测的所述变换信号在频域中或时域中获取的信号。
8.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，
所述传输信号是调制信号，所述调制信号是通过使用在频域中正交的所述变换信号对载波进行调制而生成的，且
所述复用扩展码片序列是从通过解调所述传输信号而检测的所述变换信号在频域或时域中获取的。
9.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，
所述传输信号是至少包括所述变换信号的信号，且
所述复用扩展码片序列是从所述传输信号的所述变换信号在频域或时域中获取的。
10.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，所述码序列包括被映射有数据的序列。
11.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，
所述局部化脉冲包括第一局部化脉冲和第二局部化脉冲，
所述第一局部化脉冲是所述耦合用码序列的局部化脉冲，所述耦合用码序列是通过使所述复用扩展码片序列与所述扩展用码序列相乘而生成的，且
作为所述局部化用码序列的局部化脉冲的所述第二局部化脉冲是通过对所述第一局部化脉冲进行局部化而被检测的。
12.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，被照射有所述传输信号的对象的信息是通过进一步检测所述局部化脉冲的模式而获得的。
13.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，
所述传输信号包括从源数据生成的数据，
所述变换信号是从包括被映射有数据的序列的所述码序列生成的信号，且
所述源数据基于通过检测所述局部化脉冲而确定的码序列被解码。
14.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，
所述传输信号是被传输到测量目标的信号，且
所述测量目标的信息是通过使用所述局部化脉冲的模式和/或特性从所述测量目标获得的，所述局部化脉冲是检测基于所述传输信号的信号而计算出的。
15.根据权利要求1所述的使用码序列的传输信号生成和检测方法，其中，基于通过检测所述局部化脉冲而确定的码序列来解码源数据。
16.一种使用码序列的通信系统，其包括传输装置和接收装置，
所述传输装置包括：
输入装置，其用于从源数据生成数据；
映射装置，其用于生成扩展用码序列、耦合用码序列和局部化用码序列，所述扩展用码序列、所述耦合用码序列和所述局部化用码序列包括被映射有数据的序列；
复用扩展信号生成装置，其用于针对所述耦合用码序列的码片通过将所述扩展用码序列、所述耦合用码序列的码片与所述局部化用码序列的码片相乘在一起的方式来生成具有等于或大于“1”的多重度的复用扩展码片序列；
变换装置，其用于通过对单个的所述复用扩展码片序列或多个所述复用扩展码片序列进行变换来生成变换信号；
传输用信号生成装置，其用于至少从所述变换信号来生成传输用信号，所述传输用信号用于生成传输信号；以及
传输构件，其用于从所述传输用信号来生成所述传输信号并传输所述传输信号，并且
所述接收装置包括：
传输信号检测装置，其用于检测从所述传输装置传输的、并基于变换信号的所述传输信号，所述变换信号是通过对包含数据的所述复用扩展码片序列进行变换而生成的；
变换信号处理装置，其用于根据从所述传输信号检测的所述变换信号在时域中或频域中获取所述复用扩展码片序列；
检测使能装置，其用于使所述扩展用码序列与所获取的所述复用扩展码片序列相乘；
确定装置，其用于通过从所述检测使能装置的输出检测所述耦合用码序列的局部化脉冲和/或所述局部化用码序列的局部化脉冲，来确定包括所述码序列的移位时间、极性和/或振幅和/或所述码序列的类型的参数；以及
解码装置，其用于根据所述确定装置的输出对所述源数据进行解码，
其中所述扩展用码序列是用于通过在与耦合码的码片耦合之后被复用来形成复用信号，且用于利用所述复用信号对局部化码的码片进行扩展的码序列，
所述耦合用码序列是用于线性耦合用于扩展的多个码脉冲串并且由此复用所述脉冲串的码序列，
所述局部化用码序列是用于通过如下方式来确定扩展码的移位时间的码序列：根据由所述耦合码的局部化信号构造成的码片来计算局部化信号，并检测最大局部化脉冲，
所述复用扩展码片序列的所述多重度等于所述耦合码的码长。
17.根据权利要求16所述的使用码序列的通信系统，其中，
所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用OFDM信号，所述复用OFDM信号是通过对由分频方法生成的OFDM信号进行复用而获得的，所述分频方法是针对每个所述复用扩展码片序列确定的，
所述变换装置生成所述复用OFDM信号，
所述传输信号检测装置检测所述复用OFDM信号，以及
所述变换信号处理装置通过将所述传输信号的所述复用OFDM信号变换至频域来在频域中获取所述OFDM信号的所述复用扩展码片序列。
18.根据权利要求16所述的使用码序列的通信系统，其中，
所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用小波OFDM信号，所述复用小波OFDM信号是通过对由每个所述复用扩展码片序列的预定小波和/或预定参数设定生成的小波OFDM进行复用生成的，
所述变换装置生成所述复用小波OFDM信号，
所述传输信号检测装置检测所述复用小波OFDM信号，以及
所述变换信号处理装置通过检测所述复用小波OFDM信号的小波系数来获取用于代表所述复用扩展码片序列的所述复用小波OFDM信号的小波系数。
19.根据权利要求16所述的使用码序列的通信系统，其中，
所述传输信号是通过至少利用所述变换信号对跳频载波进行调制而生成的跳频信号，
所述传输装置生成所述跳频信号，
所述传输信号检测装置检测并解调所述跳频信号，且
所述变换信号处理装置从所述传输信号占有的所述变换信号在频域或时域中获取所述复用扩展码片序列。
20.根据权利要求16所述的使用码序列的通信系统，其中，
所述传输信号是通过至少利用所述变换信号对载波进行调制而生成的调制信号，
所述传输装置生成所述调制信号，
所述传输信号检测装置解调所述调制信号，且
所述变换信号处理装置从所述传输信号占有的所述变换信号在频域或时域中获取所述复用扩展码片序列。
21.根据权利要求16所述的使用码序列的通信系统，其中，
所述传输信号是至少由所述变换信号构成的信号，
所述传输装置生成所述传输信号，
所述传输信号检测装置至少从所述变换信号检测所述传输信号，且
所述变换信号处理装置从所述传输信号的所述变换信号在频域或时域中获取所述复用扩展码片序列。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的使用码序列的通信系统的传输装置。
23.根据权利要求16至21中任一项所述的使用码序列的通信系统的接收装置。
24.一种使用码序列的测量系统，其包括传输装置和接收装置，
所述传输装置包括：
扩展信号生成装置，其用于针对耦合用码序列的码片通过对扩展码片序列进行复用来生成具有等于或大于“1”的多重度的复用扩展码片序列，所述扩展码片序列是通过将扩展用码序列、所述耦合用码序列的码片与局部化用码序列的码片相乘在一起的方式形成的，所述扩展用码序列包括被映射有数据的序列；
变换装置，其用于从单个或多个复用扩展码片序列来生成变换信号；以及
传输构件，其用于从所述变换信号生成传输信号并将所述传输信号传输至目标，并且
所述接收装置包括：
传输信号检测装置，其用于检测所述传输信号；
扩展码片序列获取装置，其用于从所述传输信号的所述变换信号在频域或时域获取所述复用扩展码片序列；
检测使能装置，其将由所述扩展码片序列获取装置获取的所述复用扩展码片序列与所述扩展用码序列相乘在一起；
局部化脉冲检测装置，其用于从所述检测使能装置的输出来检测所述耦合用码序列的局部化脉冲和/或所述局部化用码序列的局部化脉冲；以及
测量装置，其用于通过检测包括所述局部化脉冲的振幅的峰值和/或延迟和/或极性的模式来获取所述目标的信息，
其中所述扩展用码序列是用于通过在与耦合码的码片耦合之后被复用来形成复用信号，且用于利用所述复用信号对局部化码的码片进行扩展的码序列，
所述耦合用码序列是用于线性耦合用于扩展的多个码脉冲串并且由此复用所述脉冲串的码序列，
所述局部化用码序列是用于通过如下方式来确定扩展码的移位时间的码序列：根据由所述耦合码的局部化信号构造成的码片来计算局部化信号，并检测最大局部化脉冲，
所述复用扩展码片序列的所述多重度等于所述耦合码的码长。
25.根据权利要求24所述的使用码序列的测量系统，其中，所述变换信号被定义为所述复用扩展码片序列。
26.根据权利要求24所述的使用码序列的测量系统，其中，
变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用OFDM信号；
所述变换装置通过从所述复用扩展码片序列生成和复用OFDM信号来生成被定义为所述变换信号的所述复用OFDM信号；
所述传输装置基于所述复用OFDM信号生成和传输所述传输信号；
所述传输信号检测装置检测所述传输信号；以及
所述扩展码片序列获取装置通过将所述传输信号的所述复用OFDM信号变换至频域来获取由频域中的所述OFDM信号表达的所述复用扩展码片序列。
27.根据权利要求24所述的使用码序列的测量系统，其中，
所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用小波OFDM信号；
所述变换装置通过从所述复用扩展码片序列生成和复用所述小波OFDM信号来生成被定义为所述变换信号的所述复用小波OFDM信号；
所述传输装置基于所述复用小波OFDM信号生成并传输所述传输信号；
所述传输信号检测装置检测所述传输信号；以及
所述扩展码片序列获取装置根据从所述传输信号的所述复用小波OFDM信号计算的小波系数来获取由所述小波OFDM信号的小波系数表达的所述复用扩展码片序列。
28.根据权利要求24所述的使用码序列的测量系统，其中，
所述变换信号是具有等于或大于“1”的多重度的复用小波OFDM信号；
所述变换装置通过从所述复用扩展码片序列生成和复用所述小波OFDM信号来生成被定义为所述变换信号的所述复用小波OFDM信号；
所述传输装置基于所述复用小波OFDM信号生成并传输所述传输信号；
所述传输信号检测装置检测所述传输信号；以及
所述扩展码片序列获取装置通过对所述传输信号的所述复用小波OFDM信号进行DFT变换来获取所述复用扩展码片序列。
29.一种计算用于构成最大局部化脉冲的组的方法，其包括：
通过针对局部化用码序列的每个码片逐个地按照改变扩展用码序列的移位时间的方式使在时域或频域中获得的扩展码片序列与所述扩展用码序列相乘，来生成相加信号；
将所生成的相加信号划分成两个组，逐组地将各个组内元素相加，生成相加值之间的差值，根据该差值检测所述局部化用码序列的最大局部化脉冲，并计算所述相加信号的用于构成所述最大局部化脉冲的组；以及
重复以下过程直到组内元素的元素计数变成1：将所计算的组划分成两个子组，针对每个子组将组内元素相加，生成相加值的差值，并根据该差值计算用于构成所述局部化用码序列的所述最大局部化脉冲的组。
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