CN110572339B - 发送器及其发送方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种发送器及其操作方法。所述发送器的操作方法包括：生成码片序列，所述码片序列包括与前导码字段对应的序列、与扩频开始帧分界符字段对应的序列、与扩频物理层头字段对应的序列、与基于物理服务数据单元的数据字段对应的序列；以及使用幅移键控对所述码片序列进行调制以生成调制的信号。

Description

发送器及其发送方法
本申请是申请日为2014年10月29日、申请号为201480071636.3、发明名称为“有效载荷序列发送方法及装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
以下的实施例涉及一种有效载荷序列的发送方法及装置。
背景技术
数字无线通信系统的调制方法大可分为非相干调制(noncoherent modulation)方式和相干调制(coherent modulation)方式。非相干调制方式适合被采用到具有低功耗以及低复杂度的非相干接收器；相干调制方式适合被采用到针对功耗以及复杂度的限制不大、具有优良的性能的相干接收器。
发明内容
技术方案
根据一实施例的发送器可以包括将由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列转换为第一信号的第一信号转换器，其中，所述第一信号转换器包括：三进制序列映射器，通过将预先设计的序列映射到二进制数据序列，来生成所述三进制有效载荷序列；转换器，将所述三进制有效载荷序列转换为所述第一信号。
所述三进制序列映射器可以按预定长度分割由0和1的元素构成的二进制数据序列(binary data sequence)，并将所述预先设计的三进制序列映射到所述经分割的二进制数据序列。
所述第一信号转换器可以包括：脉冲成形滤波器(pulse shaping filter)，调整所述第一信号的发送功率谱。
根据一实施例的发送器还可以包括：第二信号转换器，通过基于所述元素来转换所述第一信号的各个区间，来将所述第一信号转换为所述第二信号。
所述第二信号转换器可以包括：0值(zero value)转换器，转换所述第一信号中的与所述0的元素对应的区间；绝对值1转换器(absolute one value)，转换所述第一信号中的与所述1的元素对应的区间以及与所述-1的元素对应的区间。
所述0值转换器可以包括：0值检测器，检测所述第一信号中的与所述0的元素对应的区间。
所述0值转换器可以包括：开关控制器，关闭与所述0的元素对应的区间的输出。
所述绝对值1转换器还可以包括：绝对值检测器，检测所述第一信号中的与绝对值1的元素对应的区间；符号检测器，通过检测所述绝对值1的元素的符号，来将所述与绝对值1的元素对应的区间分类为与所述1的元素对应的区间以及与所述-1的元素对应的区间。
所述绝对值1转换器还可以包括：移频器，将所述第一信号中的与所述1的元素对应的区间的频率移位至第一频率，并将与所述-1的元素对应的区间的频率移位至第二频率。
所述绝对值1转换器还可以包括：移相器，将所述第一信号中的与所述1的元素对应的区间的相位移位至第一相位，并将与所述-1的元素对应的区间的相位移位至第二相位。
所述绝对值1转换器还可以包括：移频器，将所述第一信号中的与所述1的元素对应的区间的频率移位至第一频率，并将与所述-1的元素对应的区间的频率移位至第二频率；移相器，将所述第一信号中的与所述1的元素对应的区间的相位移位至第一相位，并将与所述-1的元素对应的区间的相位移位至第二相位。
所述第二信号转换器可以包括：放大器，放大所述第二信号的大小。
所述三进制序列映射器可以从下述的[表1]中提取与所述二进制数据序列对应的三进制序列作为所述预先设计的三进制序列，下述的c0可表示[0 0 0 1 -1 0 1 1]的序列，cm可表示c0向右侧循环移位m后的序列，m可表示1至7的整数。
[表1]
Figure GDA0003457087550000021
Figure GDA0003457087550000031
所述三进制序列映射器可以从下述的[表2]中提取与所述二进制数据序列对应的三进制序列作为所述预先设计的三进制序列，而且下述的c0可表示[-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 -1 0 0 0 0 0 1 1]的序列，cm可表示c0向右侧循环移位m后的序列，m可表示1至31的整数。
[表2]
Figure GDA0003457087550000032
Figure GDA0003457087550000041
根据一实施例的发送器可以包括：三进制序列映射器，通过将预先设计的三进制序列映射到二进制数据序列，来生成由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列；转换器，将所述三进制有效载荷序列转换为信号，而且，所述三进制序列映射器可以从下述的[表3]中提取与所述二进制数据序列对应的三进制序列作为所述预先设计的三进制序列，下述的c0可表示[0 0 0 1 -1 0 1 1]的序列，cm可表示c0向右侧循环移位m后的序列，m可表示1至7的整数。
[表3]
Figure GDA0003457087550000051
根据一实施例的发送器可以包括：三进制序列映射器，通过将预先设计的三进制序列映射到二进制数据序列，来生成由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列；转换器，将所述三进制有效载荷序列转换为信号，而且，所述三进制序列映射器可以从下述的[表4]中提取与所述二进制数据序列所对应的三进制序列作为所述预先设计的序列，下述的c0可表示[-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 -1 0 0 0 0 01 1]的序列，cm可表示c0向右侧循环移位m后的序列，m可表示1至31的整数。
[表4]
Figure GDA0003457087550000052
Figure GDA0003457087550000061
根据一实施例的接收器可以包括：包络线检测器，检测接收信号的包络线的大小值，其中，所述接收信号是由-1、0或1的元素构成的三进制有效载荷序列被转换而得到的信号；二进制数据序列检测器，基于所述检测到的包络线的大小值与预定的二进制序列的相关度，来检测与所述三进制有效载荷序列对应的二进制数据序列。
根据一实施例的接收器还可以滤波器，将所述所接收的信号滤波为第一频率，而且所述包络线检测器可以检测所述经滤波的接收信号的包络线。
所述第一频率可以表示第二频率以及第三频率之间的频率，其中，所述第二频率是所述三进制有效载荷序列中的1的元素被转换的所述接收信号的区间的频率；所述第三频率是所述三进制有效载荷序列中的-1的元素被转换的所述接收信号的区间的频率。
所述二进制数据序列检测器可以将如下的位序列检测为所述二进制数据序列，其中，所述位序列对应于所述预定的二进制序列中的与所述检测到的包络线的大小值的相关度最高的二进制序列。
根据一实施例的接收器可以包括：整体包络线检测器，检测接收信号的包络线的大小值，其中，所述接收信号是由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列被转换的信号；二进制数据序列检测器，基于所述检测到的包络线的大小值与预定的三进制序列之间的相关度来检测与所述三进制有效载荷序列对应的二进制数据序列。
所述整体包络线检测器可以包括：第一滤波器，将所述接收信号滤波为第一频率；第二滤波器，将所述接收信号滤波为第二频率；第一包络线检测器，检测第一包络线，所述第一包络线表示滤波为所述第一频率的接收信号的包络线；第二包络线检测器，检测第二包络线，所述第二包络线表示滤波为所述第二频率的接收信号的包络线；运算器，利用所述第一包络线和所述第二包络线之差来提取第三包络线。
所述二进制数据序列检测器可以将如下的位序列检测为所述二进制数据序列，其中，所述位序列对应于所述预定的三进制序列中的与所述第三包络线的相关度最高的三进制序列。
根据一实施例的接收器可以包括：相关度检测器，检测接收信号与预定的基准信号之间的相关度，其中，所述接收信号是由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列被转换的信号；二进制数据序列检测器，基于所述相关度的结果值与预定的三进制序列之间的相关度，来检测与所述三进制有效载荷序列第一的二进制数据序列。
所述二进制数据序列检测器可以将如下的位序列检测为所述二进制数据序列，其中，所述位序列对应于所述预定的三进制序列中的与所述相关度的结果值的相关度最高的三进制序列。
根据一实施例的接收器可以包括：信号接收器，接收由-1、0和1的元素构成的三进制序列被调制的信号，其中，预定的三进制序列被映射到二进制数据序列信号而得到所述由-1、0和1的元素构成的三进制序列；信号接收器，利用下述的[表5]检测所述预定的三进制序列以及所述二进制数据序列，而且，下述的c0可表示[0 0 0 1 -1 0 1 1]的序列，cm可表示c0向右侧循环移位m后的序列，m可表示1至7的整数。
[表5]
Figure GDA0003457087550000081
根据一实施例的接收器可以包括：信号接收器，接收由-1、0和1的元素构成的三进制序列被调制的信号，其中，预定的三进制序列被映射到二进制数据序列信号而得到所述由-1、0和1的元素构成的三进制序列；检测器，利用下述的[表6]检测所述预定的三进制序列以及所述二进制数据序列，而且，下述的c0可表示[-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 10 1 0 0 0 1 0 0 1 1 -1 0 0 0 0 0 1 1]的序列，cm可表示c0向右侧循环移位m后的序列，m可表示1至31的整数。
[表6]
Figure GDA0003457087550000082
Figure GDA0003457087550000091
根据一实施例的一种发送器的操作方法，包括如下步骤：生成传输帧的码片序列，所述码片序列包括与前导码字段对应的序列、与扩频开始帧分界符(SFD)字段对应的序列、与扩频物理层头(PHR)字段对应的序列、与基于物理服务数据单元(PSDU)的数据字段对应的序列；以及使用幅移键控(ASK)对所述码片序列进行调制以生成调制的信号。
根据一实施例的一种发送器，包括：处理器，被配置为：生成传输帧的码片序列，所述码片序列包括与前导码字段对应的序列、与扩频开始帧分界符(SFD)字段对应的序列、与扩频物理层头(PHR)字段对应的序列、与基于物理服务数据单元(PSDU)的数据字段对应的序列；以及使用幅移键控(ASK)对所述码片序列进行调制以生成调制的信号。
附图说明
图1是示出根据一实施例的无线通信系统的图。
图2是示出根据一实施例的传输帧的图。
图3是示出根据以实施例的发送器的框图。
图4至图6是示出根据另一实施例的发送器的框图。
图7至图9是用于说明根据一实施例的传输信号的的图。
图10至图12是示出根据一实施例的接收器的模块图。
图13至图15是用于说明根据一实施例的针对二进制数据序列的检测的图。
图16是示出根据另一实施例的发送器的框图。
图17是示出根据另一实施例的接收器的框图。
图18是示出根据一实施例的传输方法的操作流程图。
图19是示出根据另一实施例的传输方法的操作流程图。
图20至图23是示出根据一实施例的接收方法的操作流程图。
具体实施方式
在下文中，参照附图对实施例进行详细的说明。在各个附图中，相同的参考标号用于指示相同的部件。
可针对在下文中说明的实施例实现多样的变更。将理解的是，在下文中说明的实施例并非用于限制实施形式，而是包含对这些实施例的所有的变更、等同物以及替代物。
在实施例中使用的术语仅用于说明特定的实施例，而使用该术语的目的并不在于限制实施例。除非在语言环境中另有明确声明，否则单数形式也意在包括复数形式。当在本说明书中，“包含”、“具有”等术语指定本说明书中记载的特征、整体、步骤、操作、构成要素、部件或它们的组合的存在，而并不事先排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件以及/或者它们的组合的可能性。
除非另有定义，否则这里使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解，除非在本文中明确地定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与它们在相关领域的环境中的含义一致的含义，而不应被解释为理想化或过于正式的意义。
此外，在参照附图进行说明时，与附图标号无关地，对相同的构成要素赋予相同的参考标号，并省略对相同构成要素的重复说明。在对实施例进行说明时，如果判断为针对相关公知技术的具体说明对实施例的主旨带来不必要的混乱，则省略该详细说明。
图1是示出根据一实施例的无线通信系统的图。
参照图1，无线通信系统可以包括：相干发送器(coherent transmitter)110、非相干接收器(noncoherent transmitter)120、130以及相干接收器(coherent receiver)140。非相干接收器可以分类为低选择性(low selectivity)相干接收器120以及高选择性(highselectivity)非相干接收器130。
相干发送器110可以以包为单位传输数据。包可以包括相干发送器110和接收器120、130、140的有效载荷(或者，PSDU)。有效载荷可以包括发送器110所要传输的数据以及循环冗余校验(CRC：cyclical redundancy check)。
相干发送器110可以利用相干调制(coherent modulation)方法对有效载荷进行调制。在通过有效载荷调制方法而将二进制位序列(binary bit sequence)传输到接收器120、130、140的情况下，相干发送器110可以将预定长度的互不相同的位序列映射到预定长度的互不相同的代码序列，并传输映射后的代码序列。此时，代码序列的长度(或者，代码序列的元素(element、alphabet)的数)可以大于位序列的长度。此外，代码序列可以由{-1,0,1}的元素构成。在一实施例中，由{-1,0,1}的元素构成的序列可呈现为三进制序列(ternary sequence)；由{0,+1}的元素构成的序列可呈现为单极性序列(unipolarsequence)；由{-1,1}的元素构成的序列可呈现为双极性序列(bipolar sequence)。在此，如果与+1元素对应的载波信号的频率和与-1元素对应的载波信号的频率不同，则+1元素意味着将载波信号(carrier signal)的相位(phase)(在下文中，相位可以表示为角频率(angular frequency))值设定为0；0元素意味着关闭载波信号；-1元素意味着将载波信号的相位值设定为180度。在低选择性非相干接收器120从相干接收器110接收包的情况下，低选择性非相干接收器120利用非相干解调(noncoherent demodulation)方法对有效载荷进行解调，因此低选择性非相干接收器120不能区分载波信号的互不相同的相位。据此，低选择性非相干接收器120不能区分+1元素和-1元素，因此可能将三进制序列识别为单极性序列。高选择性非相干接收器130可以利用具有较高的频率选择性的滤波器(或者，高Q品质因素的滤波器)来区分载波信号的互不相同的其他频率，据此，高选择性非相干接收器130可以区分+1元素和-1元素，从而能够识别三进制序列。
在相干接收器140从相干发送器110接收包的情况下，相干接收器140可以利用相干解调(coherent demodulation)方法对载波信号进行解调，从而可以区分接收信号的互不相同的相位，因此，与低选择性非相干接收器120不同，可以识别三进制序列。
在下文中，对设计可应用于非相干接收器120、130以及相干接收器140的三进制序列的方法进行说明。
此外，在下文中，参照图2至图15对利用所设计的三进制序列收发有效载荷的方法进行详细的说明。
<三进制序列的设计>
*系统
在三进制序列的设计过程中，系统可以包含相干发送器、相干接收器以及非相干接收器。系统中可以利用如下的元素。
a)单极性二进制元素(alphabet){0,1}
b)三进制元素{0,±1}
由三进制元素构成的序列/码字可以用三进制序列/码字来表示，而由单极性二进制元素构成的序列/码字可以用单极性二进制序列/码字来表示。
在一实施例中，发送器可以从M元(M-ary)元素S中提取符号(symbol)。在此，S可以表示S＝{0,1,…,2k-1},k＝log2(M)，据此，信息速率(information rate)可以是k-位/符号(k-bits/symbol)。在发送器进行传输之前，从S提取的各个符号可以通过预定的扩频代码(spreading code)C而映射到M个可行的波形(或者，码字)中的一个。换言之，符号的映射可以表示为
Figure GDA0003457087550000131
此外，在N表示码字的长度的情况下，代码的效率(effective rate)(或者，扩频因子)可被表示为
Figure GDA0003457087550000132
在一实施例中，与符号M∈S(等价地，Cm∈C)对应的被传输的波形可以用如下的数学式1来表示。
[数学式1]
Figure GDA0003457087550000133
在此，g(t)可以表示码片波形(chip waveform)，Tc表示码片，T表示符号区间。
在定权码(constant weight code)(或者，等能量波形(equal energywaveforms))的前提下，通过匹配的滤波(或者，相关(correlation))而在接收器检测的符号可以被表示为如下的数学式2。
[数学式2]
Figure GDA0003457087550000134
其中，
Figure GDA0003457087550000135
在此，y(t)可表示接收到的波形，y(t)可通过加性高斯白噪声(AWGN：AdditiveWhite Gaussian Noise)而被变形。
Figure GDA0003457087550000136
可被定义为在接收器估测的符号。
在接收器进行的符号检测可以通过利用与M个波形分别匹配的M个相关器(correlator)的库(bank)执行相关(correlation)而获取。
*代码设计要求
在传输三进制序列/码字的情况下，相干接收器可以识别码片的极性(polarity)，据此，可以识别三进制序列/码字。相反，非相干接收器(基于能量检测的接收器)因缺乏相位信息，可能将三进制序列/码字识别为单极性二进制序列/码字。
在一实施例中，扩频代码可能需要满足如下的事项：
1)三进制代码集C中的序列可最大限度地被分离。
2)与二进制代码集|C|对应的序列可最大限度地被分离。
*用于超低功耗(ULP：Ultra Low Power)的扩频代码的设计
用于ULP的扩频代码的设计可以呈现出与如上所述的事项不同的形态。其原因可能在于相干扩频代码以及非相干扩频代码的设计的起因不同。在下文中，对有效的扩频代码的设计进行说明。
*基本定义以及概念
用于ULP的扩频代码可以利用二值自相关序列(two-level autocorrelationsequence)而被获取。二值自相关序列可以作为用于获取相干三进制代码以及非相干二进制代码或光正交码(OOC：optical orthogonal code：)的基础而被利用。
*具有最佳周期自相关(perfect periodic autocorrelation)的三进制序列
具有最佳周期自相关，而且长度为N的三进制序列可以具有如下的数学式3一样的自相关。
[数学式3]
Figure GDA0003457087550000141
*二值自相关序列
二进制序列可以被表示为：{x1,x2,…,xN},其中，xi∈{0,1}。如果二进制序列满足如下的数学式4，则可以具有二值自相关。
[数学式4]
Figure GDA0003457087550000151
在此，自相关函数
Figure GDA0003457087550000152
可以被定义为：
Figure GDA0003457087550000153
当A为-1时，二进制序列可以是理想的二值自相关序列。这种序列可以执行相干三进制序列以及非相干二进制序列之间的桥接(bridge)作用。这种序列中的大部分序列可以是具有N＝2m-1(m是正数)的长度的m-序列。
*循环差集(cyclic difference set)
A(n,k,λ)的差集可以由D＝{d1,d2,…,dk}来表示。在此，k可以表示正数。循环差集D的要素的解对(solution pair)(di,dj)的个数可以是λ，而且，di和dj之间的关系可以由di-dj≡t(mod N)来表示。在此，t可以表示为1≤t≤N-1。
循环差集可以与二值自相关序列具有一对一的对应关系。据此，循环差集可被用于具有最佳自相关(perfect autocorrelation)的三进制序列的设计。
*用于ULP的扩频代码
用于将系统完全同步的最好的方法可以是选择具有较好的自相关特性的序列，并向互不相同的符号分配互不相同的循环移位(cyclic shift)。
在下文中，针对扩频因子8、16以及32的移位等价代码(shift equivalent code)的设计方案进行说明。
1、可选择周期为N-1的m-序列。在此，N可表示三进制代码的目标扩频因子。
2、转换特定1的元素并保持0的元素，从而可从m-序列获取相同周期的三进制序列。其可以呈现为处理A。
3、为了不损坏可行的序列的相关度，可将0的元素或者1的元素添加到序列。
4、根据m-序列以及零填充(zero padding)，可以实现下述的两种情况：
i)(来自加权值为N/2或者(N-2)/2的m-序列的)平衡三进制序列
ii)(所有加权值为(N-2)/2或者N/2+1的)非平衡三进制序列
所获取的三进制序列可由良好自相关特性而被表征。分配有互不相同的符号的扩频序列的集可被获取为所获取的三进制序列的循环移位。在一实施例中，上述的8、16以及32的扩频因子可分别对应于符号大小3、4、以及5。
*从加权值为N/2的m-序列获取的平衡序列
以下，可表示从加权值为N/2的m-序列获取加权值为N/2的平衡三进制序列的处理。
1、可选择加权值为N/2的m-序列。
2、在N为完全平方的情况下，可以利用处理A，从周期为N-1的m-序列获取周期为N-1的三进制序列。
3、为了使均方自相关(Mean Squared AutoCorrelation：MSAC)最小，可将0添加到所获取的序列。在此，均方自相关可以用如下的数学式5来定义：
[数学式5]
Figure GDA0003457087550000161
在此，R(τ)表示在延迟τ处的序列的周期性归一化的自相关度，其可以用如下的数学式6来定义。
[数学式6]
Figure GDA0003457087550000162
在此，w可表示序列的汉明权重(hamming weight)。从加权值为N/2的代表性的m-序列获取的平衡序列可以表示为如下的表1。
[表1]
Figure GDA0003457087550000171
Figure GDA0003457087550000181
在一实施例中，其他m-序列可以用基本序列来代替。
*从加权值为(N-2)/2的m-序列获取的平衡序列
以下，可以表示从加权值为(N-2)/2的m-序列获取加权值为N/2的平衡三进制序列的程序。
1、可以从m-序列获取N-1的三进制序列。具有(N-2)/2的加权值的最佳三进制序列可能不存在。据此，可以利用处理B来从三进制元素中导出具有良好的相关特性的三进制序列。
2、为使均方自相关(Mean Squared AutoCorrelation：MSAC)最小，可将1的元素添加大到所获取的序列。
3、结果序列可以用加权值N/2而被表征。
从加权值为(N-2)/2的代表性的m-序列获取的平衡序列可以用如下的表2来表示。
[表2]
Figure GDA0003457087550000182
Figure GDA0003457087550000191
在一实施例中，其他m-序列可以用基本序列来代替。
*综合列表(consolidated list)
为了导出如下表3的序列，可从表1以及表2选择均匀分布有0的元素以及非0的元素的序列。
[表3]
Figure GDA0003457087550000192
Figure GDA0003457087550000201
表3的基本三进制扩频序列可被用于对通过无线信道进行传输的数据符号进行编码。由于用于对数据符号进行编码的扩频序列通过表3的一个基本序列的循环移位而被获取，被区分的扩频序列(distinct spreading sequence)的数目可与扩频因子相同。据此，扩频因子M的扩频序列可被用于对大小为k＝log2M的数据符号进行编码。例如，扩频因子M＝8的扩频序列可被用于对大小为k＝log28＝3的数据符号进行编码。
此外，扩频因子为16以及32的扩频序列可分别被用于对大小为4以及5的数据符号进行编码。表3中的基本三进制扩频序列分别可被表示为3/8-OOK、4/16-OOK以及5/32-OOK。下述的表4是将表3的基本三进制序列分类为3/8-OOK、4/16-OOK以及5/32-OOK而示出的表格。
[表4]
Figure GDA0003457087550000202
Figure GDA0003457087550000211
在一实施例中，扩频代码可以基于某种定制逻辑(例如，格雷编码(Gray Coding))来分配其数据符号。表5可以表示在具有代表性的k＝3，M＝8的数据符号下的扩频代码的具有代表性的分配。在此，原序列(original sequence)中的循环移位可以是二进制数据符号的十进制等值(decimal equivalent)。
[表5]
Figure GDA0003457087550000212
Figure GDA0003457087550000221
*最大长度移位寄存器序列(m-序列)
m-序列或者最大长度序列属于二值的理想的自相关序列的普通等级，其可以为了所有的N＝2m-1(m为整数)而存在。m-序列可以利用具有原始多项式的线性反馈移位寄存器(Linear Feedback Shift Registers：LFSR)而被生成。这种序列可以对应于从已知长度的LFSR获取的最大周期。
*在序列的设计过程中利用m-序列的情况的优点
对扩频序列的设计而言，m-序列的利用对于相干以及非相干均存在优点。
在非相干的观点上的m-序列的利用的优点如下。
1)m-序列可以对应于{2m-1,2m-1,2m-2}形态的循环差集。
2)其可以表示单极性二进制元素{0,1}上的(N+1)/4的相位自相关(phaseautocorrelation)中的常数。
在相干的观点上的m-序列的利用的优点如下。
1)在m-序列为完全平方的情况下，为了保持0的元素，可从m-序列(程序A)生成元素{0,-1,1}上的最佳序列。
2)可以获取周期7以及31的最佳序列。
3)这种序列可以由零填充(zero padding)而被扩展，据此，可以防止相关特性的损坏。其结果可以由8以及32序列来表示。接近最佳的三进制序列可以通过在处理B中说明的方法针对扩频因子15而被获取。
*处理A：从m-序列获取最佳三进制序列
在x以及y为两个理想的自相关序列的情况下，这种序列{θ(x,y)+1}可以是具有相位自相关中的0的元素的最佳序列。在此，θ(x,y)可以是序列x以及y之间的互相关(crosscorrelation)序列。在两个序列作为m-序列中首选的一对而被选择的情况下，作为其结果的{θ(x,y)+1}可以是三进制。例如，在首选的一对为
Figure GDA0003457087550000222
的情况下，其可以被表示为
Figure GDA0003457087550000231
{θ(x,y)+1}除以
Figure GDA0003457087550000232
的结果可以表示为具有{0,±1}的元素的序列。
*处理B：从m-序列获取接近最佳的三进制序列。
最佳三进制序列在序列的加权值为完全平方的情况下可以存在。据此，诸如周期为15的完全三进制序列可能不存在。在此情况下，在最佳三进制序列中，-1的元素与+1的元素之比可以呈现1/3和2/3之间。据此，接近最佳的三进制序列可以基于上述的比率来被获取。可以选择均方自相关(Mean Squared AutoCorrelation：MSAC)具有最小值的序列。均方自相关可以由如下的数学式7来被定义。
[数学式7]
Figure GDA0003457087550000233
R(τ)可表示延迟处的序列的周期性的自相关。
<三进制有效载荷序列的收发>
图2是示出根据一实施例的传输帧的图。
参照图2，传输帧200可以包含前导码(preamble)210、起始帧分界符(start framedelimiter：SFD)220、物理层头(physical layer header：PHR)、物理服务数据单元(physical service data unit：PSDU)240。在一实施例中，包可以作为与传输帧200相同的含义而被利用。
前导码210可以是被记录在传输帧200的前头的位串(bit string)。前导码210可以包含用于时间同步(time synchronization)的特定的位模式(bit-pattern)。
SFD 220识别帧的开始(beginning of the frame)，并识别同步的再确认。此外，SFD 220可意味着用于获取帧的同步(frame synchronization)的字段(field)。
PHR 230可以是用于表示与物理层(physical layer)相关的有用的信息的字段。例如，其信息可以是关于长度标识符、所使用的调制方式以及所使用的编码方式的信息。此外，PHR 230可以包含关于PSDU 240的形式的字段以及头检测序列(Header CheckSequence：HCS)。在此，HCS可以用于判断PHR 230中是否发生了错误。
PSDU 240可以是从物理层的上层传递的、位的形式的尚未被编码的数据的单元。PSDU 240可包含在物理层的上层实际地收发的数据。PSDU 240可被表示为有效负载(payload)。
图3是示出根据以实施例的发送器的模块图。
参照图3，发送器300可包含第一信号转换器310以及第二信号转换器320。在此，发送器300可意味着在图1中说明的相干发送器110。在下文中，发送器将二进制数据序列转换为第一信号以及第二信号的方法可被表示为三进制幅移键控(ternary amplitude shiftkeying：TASK)、三进制频移键控(Ternary Frequency Shift Keying：TFSK)或者开-关频移键控(On-off FSK)。
第一信号转换器310可以将由-1、0或1的元素来构成的三进制有效载荷序列(Ternary payload sequence)转换为第一信号。在一实施例中，元素可以用字符(alphabet)或者码片(chip)来表示。
第一信号转换器310可以包含三进制序列映射器以及转换器。三进制序列映射器可以将预先设计的三进制序列映射到二进制数据序列，从而生成三进制有效载荷序列。在一实施例中，三进制序列映射器按预定的长度分割由0和1的元素构成的二进制数据序列，并对被分割为二进制数据序列映射预先设计的三进制序列，从而生成三进制有效载荷序列。在此，预先设计的三进制序列可表示从在上文中说明的三进制序列的设计中提取的三进制序列。此外，预先设计的三进制序列可以预先存储到发送器300中。例如，预先设计的三进制序列可以存储到查找表(look-up table)。
在一实施例中，在基于3/8三进制幅移键控(ternary amplitude shift keying：TASK)的调制方法的情况下，映射到二进制数据序列的三进制序列可以用如下表6来表示。
[表6]
Figure GDA0003457087550000241
Figure GDA0003457087550000251
在此，c0可表示[0 0 0 1 -1 0 1 1]的序列，cm可表示c0向右侧移位m后的序列，m可表示1至7的整数。例如，c1可表示[1 0 0 0 1 -1 0 1]的序列，c2可表示[1 1 0 0 0 1 -10]的序列。
此外，在基于5/32TASK调制方法的情况下，映射到二进制数据序列的三进制序列可以用如下表7来表示。
[表7]
Figure GDA0003457087550000252
Figure GDA0003457087550000261
在此，c0可表示[-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 -10 0 0 0 0 1 1]的序列，cm可表示c0向右侧移位m后的序列，m可表示1至31的整数。
在一实施例，三进制序列映射器可从上述的表6或者表7中搜索与二进制数据序列对应的三进制序列，并将搜索到的三进制序列作为预先设计的三进制序列而提取，从而将该三进制序列映射到二进制数据序列。
转换器可以根据TASK调制方法对三进制有效载荷序列进行调制，并将三进制有效载荷(或者，有效载荷的码片序列、PPDU的码片序列)转换为第一信号。
在一实施例中，转换器可以利用幅移键控(Amplitude Shift Keying：ASK)调制方法对三进制有效载荷序列进行调制。此时，转换器可以由如下的数学式8来映射三进制有效载荷序列。
[数学式8]
Figure GDA0003457087550000271
在此，{d(n)}可表示三进制有效载荷序列，An可表示第n个元素(或者码片)的大小，A可表示传输电压电平。ASK调制方法中可以利用高斯脉冲成形(Gaussian pulseshaping)。三进制有效载荷序列的各个元素可以在如下的速率下生成：针对204GHz频带的1Mchip/s；针对780MHz、863MHz、900MHz以及950MHz频带的600Kchip/s；针对433MHz以及470MHz频带的250Kchips/s。
此外，第一信号转换器310可以包含脉冲成形滤波器(pulse shaping filter)。脉冲成形滤波器顺序地接收三进制有效载荷序列的各个元素，并进行调整，使得基带的第一信号的模样在时间轴平滑地改变而不是急剧地改变，从而使第一信号的频带不被广泛分布。
在一实施例中，脉冲成形滤波器可调整传输功率谱(transmit power spectrum)。脉冲成形滤波器可以使区间为T、BT为0.3至0.5的理想的高斯脉冲近似化。脉冲成形滤波器的脉冲响应可以由如下的数学式9来表示。
[数学式9]
Figure GDA0003457087550000272
此外，三进制有效载荷序列被调制的第一信号可以用如下的数学式10来表示。
[数学式10]
Figure GDA0003457087550000281
在此，d(n)∈{-1,0,1}可表示三进制有效载荷序列的元素，Tchip可表示与元素对应的第一信号的区间，NPPDU可表示三进制有效载荷序列的元素的个数。三进制有效载荷序列的元素可以由如下的数学式11来表示。
[数学式11]
[d(1),…,d(NPPDU)]＝[{cpre(1),…,cpre(NP)},{cSFD(1),…,cSFD(NS)},{cPHR(1),…,cPHR(NR)},{c(1),…,c(Np)}]
在此，{cpre(1),…,cpre(NP)}可表示构成前导码字段的码片序列，{cSFD(1),…,cSFD(NS)}可表示构成扩频SFD字段的码片序列，{cPHR(1),…,cPHR(NR)}可表示构成PHR字段的码片序列，{c(1),…,c(Np)}可表示构成编码的三进制扩频PSDU字段的码片序列。
三进制有效载荷序列被调制的第一信号的通频带可以由如下的数学式12来表示。
[数学式12]
Figure GDA0003457087550000282
在此，ωc可表示载波的角频率(angular frequency)，φ∈[0,2π]可表示随机相位(random phase)。
此外，第二信号转换器320可基于三进制有效载荷序列的元素来转换第一信号的各个区间，从而将第一信号转换为第二信号。第二信号转换器320可以包含：0值转换器，转换第一信号中的与0元素对应的区间；绝对值1转换器，转换第一信号中的与1的元素对应的区间以及与-1的元素对应的区间。
0值转换器利用0值检测器以及开关控制器转换第一信号中的与0的元素对应的区间。0值检测器可以检测第一信号中的与0的元素对应的区间。例如，0值检测器可以将第一信号的大小接近于0的区间检测为与0元素对应的区间。开关控制器可以关闭与从0值检测器检测出的与0的元素对应的区间的输出。据此，在第二信号中，与0的元素对应的区间的大小可以为0。
此外，绝对值1转换器可以检测第一信号中的与1的元素对应的区间以及与-1的元素所对应的区间，并通过互不相同的转换方法转换与1的元素对应的区间以及与-1的元素对应的区间。
在一实施例中，绝对值1转换器可以利用绝对值检测器以及符号检测器检测第一信号中的与1的元素对应的区间以及与-1的元素所对应的区间。绝对值检测器可以将第一信号中的与1的元素对应的区间(例如，第一信号的大小为预定的大小以上的区间)检测为与绝对值1的元素对应的区间。符号检测器可以检测绝对值1的元素的符号而将与绝对值1的元素对应的区间分类为与1的元素对应的区间以及与-1的元素对应的区间。例如，符号检测器可以将与绝对值1的元素对应的区间中的相位为0的区间检测为与1的元素对应的区间，并将相位为180度的区间检测为与-1的元素对应的区间。
此外，绝对值1转换器可以利用移频器或/以及移相器来转换与1的元素对应的区间以及与-1的元素对应的区间。例如，在向非相干接收器传输第二信号的情况下，绝对值1转换器可以利用移频器转换与1的元素对应的区间以及与-1的元素对应的区间。在向相干接收器传输第二信号的情况下，绝对值1转换器可以同时利用移频器和移相器来转换与1的元素对应的区间以及与-1的元素对应的区间。
移频器可以将第一信号中的与1的元素对应的区间的频率移位至频率f1，并将与-1的元素对应的区间的频率移位至频率f2。
例如，在转换第一信号中的与1的元素对应的区间时，移频器将通过VCO调整频率的载波信号的频率移位至频率f1，而且绝对值1转换器可以如下的载波信号的频率移位至频率f1，其中，所述载波信号的包络线具有与1的元素对应的区间的大小的绝对值成比例的值。作为另一例，在转换第一信号中与-1的元素对应的区间时，移频器可将通过VCO调整频率的载波信号的频率移位至频率f2，而且绝对值1转换器可以将移位至f2的载波信号和与-1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘。此外，移频器可以将如下的载波信号的频率移位至频率f2，其中，所述载波信号的包络线具有与-1的元素所对应的区间的大小的绝对值成比例的值。在一实施例中，频率f1和频率f2可以具有互不相同的频带。例如，频率f2的大小可以大于频率f1。
此外，移相器可以将第一信号中的与1的元素对应的区间的相位移位至相位θ1，并将与-1的元素对应的区间的相位移位至相位θ2。例如，移相器可以将载波信号的相位移位至0度，而且绝对值1转换器可以将被移位至0度的载波信号和与1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘。此外，移相器可以将如下的载波信号的相位移位至0度，其中，所述载波信号的包络线具有与1的元素对应的区间的大小的绝对值成比例的值。作为另一例，移相器可以将载波信号的相位移位至180度，而且绝对值1转换器可以将移位至180度的载波信号和与-1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘。此外，移相器可以将如下的载波信号的相位移位至180度，其中，所述载波信号的包络线具有与-1的元素对应的区间的大小的绝对值成比例的值。
在一实施例中，移相器可以将通过移频器而移位至频率f1的与1的元素对应的区间的相位移位至相位θ1，并将移位至频率f2的与-1的元素对应的相位移位至相位θ2。
此外，第二信号转换器320可以包含放大器。放大器可放大经转换的第二信号的大小。发送器300可经由天线将放大的第二信号发送到非相干接收器或者相干接收器。
图4至图6是示出根据另一实施例的发送器的框图。
参照图4，发送器400可以向低选择性非相干接收器、高选择性非相干接收器或者相干接收器发送数据。发送器400可以包含第一信号转换器410以及第二信号转换器420。第一信号转换器410可以包含三进制序列映射器411以及脉冲成形滤波器412。
三进制序列映射器411可按预定长度分割由0和1的元素构成的二进制数据序列，并将预先设计的三进制序列映射到被分割的二进制数据序列，从而生成三进制有效载荷序列。例如，在[1 0 1 0 0 1 1 1 0]的二进制数据序列输入到三进制序列映射器411的情况下，三进制序列映射器411可以将二进制数据序列分割为[1 0 1]、[0 0 1]、[1 1 0]。三进制序列映射器411可以将预先设计的三进制序列映射到被分割的二进制数据序列。例如，在与被分割的二进制数据序列[1 0 1]对应的预先设计的三进制序列为[0 1 -1 0 1 1 0 0]的情况下，三进制序列映射器411可以将三进制序列[0 1 -1 0 1 1 0 0]映射到被分割的二进制序列[1 0 1]，从而生成三进制有效载荷序列[0 1 -1 0 1 1 0 0]。此外，三进制序列映射器411可以将三进制有效载荷序列调制为第一信号。
此外，三进制序列映射器411可以利用ASK调制方法调制三进制有效载荷序列。在一实施例中，三进制序列映射器411可以包含图3中说明的转换器。例如，在将三进制有效载荷序列[0 1 -1 0 1 1 0 0]调制为第一信号的情况下，与三进制有效载荷序列中的0对应的第一信号的区间的大小可以为0，与1对应的第一信号的区间的大小可以具有正值，与-1所对应的第一信号的区间的大小可以具有负值。
脉冲成形滤波器412可顺序地接收三进制有效载荷序列的各个元素，并进行调整使得第一信号的频带不被广泛分布。
第二信号转换器420可以包含0值转换器430、绝对值1转换器440以及放大器450。
0值转换器430可以包含0值检测器431以及开关控制器432。0值检测器431可以将第一信号的大小小于预定的临界值的区间检测为与0的元素对应的区间。在此，预定的临界值可以表示第一信号的噪声的大小。开关控制器432可以关闭通过0值检测器检测出的与0的元素对应的区间的输出。
绝对值1转换器440可以包含绝对值检测器441、符号检测器442、VCO443、移频器444以及运算器445。
绝对值检测器441可以将第一信号的大小为预定的临界值以上的区间检测为与绝对值1的元素对应的区间。符号检测器442可通过检测绝对值1的元素的符号，来将与绝对值1的元素对应的区间分类为与1的元素对应的区间以及-1的元素所对应的区间。例如，符号检测器442将从与绝对值1的元素对应的区间中的相位为0度的区间检测为与1的元素对应的区间，并将相位为180度的区间检测为与-1的元素对应的区间。
VCO 443可以调整载波信号的频率。移频器444可以将与1的元素对应的区间的载波信号移位至频率f1，并将与-1的元素对应的区间的载波信号移位至频率f2。
运算器445可以将移位至频率f1的载波信号和与1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，并将移位至频率f2的载波信号和与-1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，从而生成第二信号。
放大器450可以放大第二信号的大小。发送器400可经由天线将放大的第二信号发送到非相干接收器或者相干接收器。
参照图5，发送器500可以向低选择性非相干接收器、高选择性非相干接收器或者相干接收器发送数据。发送器500可以包含第一信号转换器510以及第二信号转换器520。第一信号转换器510可以包含三进制序列映射器511以及脉冲成形滤波器512。
三进制序列映射器511可以接收由0和1的元素构成的二进制数据序列并按预定长度对其进行分割，之后将预先设计的三进制序列映射到被分割的二进制数据序列，从而生成三进制有效载荷序列。
此外，第一信号转换器510可通过对三进制有效载荷序列进行调制而生成第一信号。在一实施例中，三进制序列映射器511可以包含图3中说明的转换器。
脉冲成形滤波器512可顺序地接收三进制有效载荷序列的各个元素，并进行调整使得第一信号的频带不被广泛分布。
第二信号转换器520可以包含0值转换器530、绝对值1转换器540以及放大器550。
0值转换器530可以包含0值检测器531以及开关控制器532。0值检测器531可以将第一信号的大小小于预定的临界值的区间检测为与0的元素对应的区间。在此，预定的临界值可以表示第一信号的噪声的大小。开关控制器532可以关闭从0值检测器检测出的与0的元素对应的区间的输出。
绝对值1转换器540可以包含绝对值检测器541、符号检测器542、移相器543以及运算器544。
绝对值检测器541可以将第一信号的大小为预定的临界值以上的区间检测为与绝对值1的元素对应的区间。符号检测器542可通过检测绝对值1的元素的符号，来将与绝对值1的元素对应的区间分类为与1的元素对应的区间以及与-1的元素对应的区间。
移相器543可以将第一信号中的与1的元素对应的区间的载波信号的相位移位至第一相位，并将与-1的元素对应的区间的载波信号的相位移位至第二相位。
运算器544可以将移位至第一相位的载波信号和与1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，并将移位至第二相位的载波信号和与-1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，从而生成第二信号。
放大器550可以放大第二信号的大小。发送器500可经由天线将放大的第二信号发送到非相干接收器或者相干接收器。
参照图6，发送器600可以向低选择性非相干接收器、高选择性非相干接收器或者相干接收器发送数据。发送器600可以包含第一信号转换器610以及第二信号转换器620。第一信号转换器610可以包含三进制序列映射器611以及脉冲成形滤波器612。
三进制序列映射器611可以接收由0和1的元素构成的二进制数据序列并按预定的长度进行分割，之后将预先设计的三进制序列映射到被分割的二进制数据序列，从而生成三进制有效载荷序列。
此外，第一信号转换器610可以通过对三进制有效载荷序列进行调制而生成第一信号。在一实施例中，三进制序列映射器611可以包含图3中说明的转换器。
脉冲成形滤波器612可顺序地接收三进制有效载荷序列的各个元素，并进行调整使得第一信号的频带不被广泛分布。
第二信号转换器620可以包含0值转换器630、绝对值1转换器640以及放大器650。
0值转换器可以包含0值检测器631以及开关控制器632。0值检测器631可以将第一信号的大小小于预定的临界值的区间检测为与0的元素对应的区间。在此，预定的临界值可以表示第一信号的噪声的大小。开关控制器632可以关闭通过0值检测器检测出的与0的元素对应的区间的输出。
绝对值1转换器640可以包含绝对值检测器641、符号检测器642、VCO643、移频器644、移相器645以及运算器646。
绝对值检测器641可以将第一信号的大小为预定的临界值以上的区间检测为与绝对值1的元素对应的区间。符号检测器642可通过检测绝对值1的元素的符号，来将与绝对值1的元素对应的区间分类为与1的元素对应的区间以及与-1的元素对应的区间。
VCO 643可调整载波信号的频率。移频器644可以将与1的元素对应的区间的载波信号移位至频率f1，并将与-1的元素对应的区间的载波信号移位至频率f2。移相器645可以将通过移频器644移位至频率f1的载波信号的相位移位至相位θ1，并将移位至频率f2的载波信号的相位移位至相位θ2。
运算器646可以将移位至频率f1和相位θ1的载波信号和与1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，并将移位至频率f2和相位θ2的载波信号和与-1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，从而生成第二信号。
放大器650可以放大第二信号的大小。发送器600可经由天线将放大的第二信号发送到低选择性非相干接收器、高选择性非相干接收器或者相干接收器。
图7至图9是用于说明根据一实施例的传输信号的的图。
参照图7，发送器可以对二进制数据序列进行调制之后发送到低选择性非相干接收器、高选择性非相干接收器或者相干接收器。在二进制数据序列710被输入到发送器的情况下，发送器可以将预先设定为与二进制数据序列710对应的三进制序列720映射到二进制数据序列710，并对三进制序列720进行调制而生成第一信号。发送器可以将第一信号输入到脉冲成形滤波器，从而进行调整使得第一信号的频带不被广泛分布。在脉冲成形滤波器输出信号730中，与1的元素对应的区间的大小可以具有正值，与-1的元素对应的区间的大小可以具有负值，与0的元素对应的区间的大小可以是0。
发送器可以将脉冲成形滤波器输出信号730中的与1的元素对应的区间的载波信号移位至频率f1，并将与-1的元素对应的区间的载波信号移位至频率f2。在此，第二频率的大小可以大于第一频率的大小。此外，发送器可以将移位至频率f1的载波信号和与1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，并将移位至f2的载波信号和与-1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，从而生成第二信号。发送器可以将第二信号输入到放大器，从而放大第二信号。在放大的第二信号740中，与1的元素对应的区间的频率可以区别于与-1的元素对应的区间的频率，而且0的元素所对应的区间的输出可以为0。发送器可以将放大的第二信号740发送到低选择性非相干接收器以及高选择性非相干接收器。
参照图8，发送器可以对二进制数据序列进行调制，并向低选择性非相干接收器、高选择性非相干接收器或者相干接收器发送该数据。在二进制数据序列810被输入到发送器的情况下，发送器可以将预先设定为与二进制数据序列810对应的三进制序列820映射到二进制数据序列810，并对三进制序列820进行调制而生成第一信号。发送器可以将第一信号输入到脉冲成形滤波器，从而进行调整使得第一信号的频带不被广泛分布。在脉冲成形滤波器输出信号830中，与1的元素对应的区间的大小可以具有正值，与-1的元素对应的区间的大小可以具有负值，与0的元素对应的区间的大小可以是0。
发送器可以将脉冲成形滤波器输出信号830中的与1的元素对应的区间的载波信号的相位移位至相位θ1，并将与-1的元素对应的区间的载波信号移位至相位θ2。在此，相位θ1和相位θ2之差可以为180度。此外，发送器可以将移位至相位θ1的载波信号和与1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，并将移位至相位θ2的载波信号和与-1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，从而生成第二信号。发送器可以将第二信号输入到放大器，从而放大第二信号。在放大后的第二信号840中，如在信号841中示出，与1的元素对应的区间的相位和与-1的元素对应的区间的相位之间可以具有180度的相位差，而且0的元素所对应的区间的输出可以为0。发送器可以将放大后的第二信号840发送到低选择性非相干接收器以及高选择性非相干接收器。
参照图9，发送器可以对二进制数据序列进行调制，并向低选择性非相干接收器、高选择性非相干接收器或者相干接收器发送该数据。在二进制数据序列910被输入到发送器的情况下，发送器可以将预先设定为与二进制数据序列910对应的三进制序列920映射到二进制数据序列910，并对三进制序列920进行调制而生成第一信号。发送器可以将第一信号输入到脉冲成形滤波器，从而进行调整使得第一信号的频带不被广泛分布。在脉冲成形滤波器输出信号930中，与1的元素对应的区间的大小可以具有正值，与-1的元素对应的区间的大小可以具有负值，与0的元素对应的区间的大小可以是0。
发送器可以将脉冲成形滤波器输出信号930中的与1的元素对应的区间的载波信号移位至频率f1，并将与-1的元素对应的区间的载波信号移位至频率f2。此外，发送器可以将移位至频率f1的载波信号的相位移位至相位θ1，并将移位至频率f2的载波信号的相位移位至相位θ2。在此，频率f2的大小可以大于频率发f1的大小，相位θ1和相位θ2之差可以为180度。此外，发送器可以将移位至频率f1以及相位θ1的载波信号和与1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，并将移位至频率f2以及相位θ2的载波信号和与-1的元素对应的区间的大小的绝对值相乘，从而生成第二信号。发送器可以将第二信号输入到放大器，从而放大第二信号。在放大后的第二信号940中，如同信号941中示出，与1的元素对应的区间的相位和与-1的元素对应的区间的相位之间可以具有180度的相位差，而且0的元素所对应的区间的输出可以为0。发送器可以将放大后的第二信号940发送到低选择性非相干接收器、高选择性非相干接收器或者相干接收器。
图10至图12是示出根据一实施例的接收器的模块图。
参照图10，接收器1000可以包含滤波器1010、包络线检测器1020以及二进制数据序列检测器1030。在一实施例中，接收器1000可以表示低选择性非相干接收器。
接收器1000可以从图3中说明的发送器接收信号。据此，所接收的信号可以是通过由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列转换而成的信号。
滤波器1010可以将接收信号滤波为f0。在此，频率f0可以表示频率f1以及频率f2之间的频率，其中，频率f1是三进制有效载荷序列中的1的元素转换的接收信号的区间的频率，而频率f2是三进制有效载荷序列中的-1的元素转换的接收信号的区间的频率。例如，频率f0可以是频率f1和频率f2的算术平均值。作为一例，频率f2的大小可以大于频率f1的大小。对低选择性非相干接收器的情况而言，可能难以准确地区分频率f1和频率f2，因此为了能够将频率f1和频率f2全部覆盖，滤波器可以利用频率f1和频率f2之间的频率f0对所接收的信号进行滤波，从而以较宽的带宽接收所接收的信号。
包络线检测器1020可以检测经滤波的接收信号的包络线的大小值。对于接收信号中的在频率f1至频率f2之间的大小不是0的区间，包络线检测器1020将会检测该区间内的大小不是0的包络线；而且，对于接收信号中的在频率f1至频率f2之间的大小为0的区间，包络线检测器1020可以检测出大小为0，而且仅包含噪声的信号。据此，在信噪比(Signal toNoise Rate：SNR)值为预定的值以上的情况下，包络线上的频率f1和频率f2不能被区分。因此，接收器1000可能无法区分三进制有效载荷序列的1的元素以及-1的元素。
二进制数据序列检测器1030可以基于从包络线检测器1020检测出的包络线的大小值和预定的二级制序列之间的相关度，来检测与三进制有效载荷序列对应的二进制数据序列。二进制数据序列检测器1030可以包含相关器(Correlator)1031以及数据解码器1032。
相关器1031可以运算检测出的包络线的大小值与预定的二进制序列的相关度。例如，相关器1031可以运算从包络线检测器1020检测出的包络线的各个区间的大小值与预定的二进制序列的相关度。
二进制数据序列检测器1030可以将与预定的二进制序列中的与检测出的包络线的大小值的相关度最高的二进制序列对应的位序列，检测为二进制数据序列。
在一实施例中，二进制数据序列检测器1030可以包含关于上述的表6或表7的信息。二进制数据序列检测器1030可以将记载于表6或表7中的三进制序列中的-1的元素转换为绝对值，从而提取预定的二进制序列。二进制数据序列检测器1030可以运算预定的二进制序列和所检测出的包络线的大小值的相关度，并从表6或表7中搜索与相关度最高的二进制序列对应的位序列，从而将搜索到的位序列检测为二进制数据序列。
例如，相关器1031可以运算预定的二进制序列[0 0 0 1 1 0 1 1]、[1 0 0 0 1 10 1]、[1 1 0 0 0 1 1 0]、[0 0 1 1 0 1 1 0]与检测到的包络线的各个区间的大小值之间的相关度。如果在预定的二进制序列中，[1 0 0 0 1 1 0 1]的相关度最高，则二进制数据序列检测器1030可以将与二级制序列[1 0 0 0 1 1 0 1]对应的位序列(例如，[1 0 0])提取为二级制数据序列。
数据解码器1032可以对二进制数据序列进行解码。
参照图11，接收器1100可以包含整体包络线检测器1110以及二进制数据序列检测器1120。在一实施例中，接收器1100可以表示高选择性非相干接收器。
接收器1100可以从图3以及图5中说明的发送器接收信号。据此，接收信号可以是通过由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列转换而成的信号。整体包络线检测器1110可以检测接收信号的包络线的大小值。
整体包络线检测器1110可以包含第一滤波器1111、第一包络线检测器1112、第二滤波器1113、第二包络线检测器1114以及运算器1115。
第一滤波器1111可按频率f1对接收信号进行滤波，而第二滤波器1112可按频率f2对接收信号进行滤波。在此，频率f1可以表示三进制有效载荷序列中的1的元素被转换的接收信号的区间的频率，频率f2可以表示三进制有效载荷序列中的-1的元素被转换的接收信号的区间的频率。作为一例，频率f2的大小可以大于频率f1的大小。
第一包络线检测器1112可检测表示以频率f1为基准而被滤波的接收信号的包络线的第一包络线。对于在频率f1下，接收信号的大小不是0的区间，第一包络线检测器1112可检测对应的区间的大小不是0的包络线；而对于在频率f1下，接收信号的大小为0的区间，第一包络线检测器1112可检测对应的区间的大小为0且仅包含噪声的信号。此外，对于在频率f2下，接收信号的大小不是0的区间，第一包络线检测器1112可以检测对应的区间的大小为0且仅包含噪声的信号。
第二包络线检测器1114可检测表示以频率f2为基准而滤波的接收信号的包络线的第二包络线。对于在频率f2下，接收信号的大小不是0的区间，第二包络线检测器1114可以检测对应的区间的大小不是0的包络线；对于在频率f2下，接收信号的大小不是0的区间，第二包络线检测器1114可以检测对应的区间的大小为0且仅包含噪声的信号。此外，对于在频率f1下，接收信号的大小不是0，第二包络线检测器1114可以检测对应的区间的大小为0且仅包含噪声的信号。
运算器1115可以从第一包络线检测器1112所输出的包络线中移除第二包络线检测器1114所输出的包络线。据此，对于在频率f1下接收信号的大小不是0的区间，运算器1115可以输出该区间的大小值为正数的包络线；而对于在频率f2下接收信号的大小不是0的区间，运算器1115可以输出该区间的大小值为负数的包络线。此外，对于在频率f1以及频率f2下接收信号的大小为0的区间，运算器可以输出对应的区间的大小值为0的包络线。
二进制数据序列检测器1120可以基于从整体包络线检测器1110检测的包络线的大小值与预定的三进制序列之间的相关度，来检测与三进制序列对应的二进制数据序列。二进制数据序列检测器1120可以包含相关器1121以及数据解码器1122。
相关器1121可以运算检测出的包络线的大小值和预定的三进制序列之间的相关度。例如，相关器1121可以运算从运算器输出的第三包络线的各个区间的大小值和预定的三进制序列之间的相关度。
二进制数据序列检测器1120可以将与预定的三进制序列中的与检测出的包络线的大小值的相关度最高的三进制序列对应的位序列检测为二进制数据序列。
在一实施例中，二进制数据序列检测器1120可以包含关于上述的表6或表7的信息。二进制数据序列检测器1120可以运算记载于表6或表7的三进制序列和检测到的包络线的大小值之间的相关度，并从表6或表7检测与相关度最高的三进制序列对应的位序列，从而将搜索到的位序列检测为二进制数据序列。
例如，相关器可以运算预定的二进制序列[0 0 0 1 -1 0 1 1]、[1 0 0 0 1 -1 01]、[1 1 0 0 0 1 -1 0]、[0 0 1 -1 0 1 1 0]和所检测到的包络线的各个区间的大小值之间的相关度。如果在预定的二进制序列中[1 0 0 0 1 -1 0 1]的相关度最高，则二进制数据序列检测器1120可以提取与二进制序列[1 0 0 0 1 -1 0 1]对应的位序列(例如，[10 0])作为二进制数据序列。
数据解码器1122可以对二进制数据序列进行解码。
参照图12，接收器1200可以包含相关度检测器1210以及二进制数据序列检测器1220。在一实施例中，接收器1200可以表示相干接收器。
接收器1200可以从图3以及图6中说明的发送器接收数据。据此，接收信号可以是通过由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列转换而成的信号。相关度检测器1210可以检测所接收的信号和载波信号之间的相关度。相关度检测器1210可以包含RF/模拟处理器1211以及第一相关器1212。
RF/模拟处理器1211可以将通过天线接收到的接收信号转换为能够在第一相关器1212被处理。第一相关器1212可以检测预定的基准信号和接收信号之间的相关度。例如，相位检测器可以运算预定的正弦波形的载波信号(Sinusoidal carrier signal)和接收信号之间的相关度。
二进制数据序列检测器1220可以基于相关度的结果值和预定的三进制序列之间的相关度来检测接收信号的二进制数据序列。二进制数据序列检测器1220可以包含第二相关器1221以及数据解码器1222。
第二相关器1221可以运算从第一相关器1212运算的相关度的结果值和预定的三进制序列之间的相关度。二进制数据序列检测器1220可以将与预定的三进制序列中的如下的三进制序列对应的位序列检测为二进制数据序列，其中，所述三进制序列与第一相关器1212所运算的相关度的结果值的相关度最高。
在一实施例中，二进制数据序列检测器1220可以包含关于上述的表6或表7的信息。二进制数据序列检测器1220可以运算记载于表6或表7的三进制序列和所检测出的包络线的大小值之间的相关度，并从表6或表7中搜索与相关度最高的二进制序列对应的位序列，从而将搜索到的位序列检测为二进制数据序列。
数据解码器1222可以对二进制数据序列进行解码。
图13至图15是用于说明根据一实施例的二进制数据序列的检测的图。
参照图13，曲线可以表示通过发送器发送的传输信号的频谱1311以及低选择性非相干接收器的滤波器频率响应1312。曲线的横轴可以表示频率，竖轴可以表示频谱的大小。
发送器可以将具有频谱1311的传输信号发送到低选择性非相干接收器。
频谱1311的频率f1可以表示由三进制有效载荷序列中的1的元素转换而成的传输信号的区间的频率；频率f2可以表示由三进制有效载荷序列中的-1的元素转换而成的传输信号的区间的频率。在一实施例中，频率f0可以是频率f1和频率f2的算术平均值。
对于低选择性非相干接收器，可能难以准确地区分频率f1和频率f2。据此，为了能够将频率f1和频率f2全部覆盖，低选择性非相干接收器可以利用滤波器频率响应1312，以频率f1和频率f2之间的频率f0为基准对接收信号进行滤波。
低选择性非相干接收器可以检测经滤波的接收信号的包络线。低选择性非相干接收器可以基于所检测的包络线的大小值与预定的二进制序列之间的相关度来检测与三进制有效载荷序列对应的二进制数据序列。
参照图14，曲线可以表示发送器所发送的传输信号的频谱1411以及高选择性非相干接收器中的滤波器频率响应1412、1413。曲线的横轴可以表示频率，数轴表示频谱的大小。
发送器可以将具有频谱1411的传输信号传输到高选择性非相干接收器。
频谱1411的频率f1可以表示三进制有效载荷序列中的1的元素所转换而成的传输信号的区间的频率，频率f2可以表示三进制有效载荷序列中的-1的元素所转换而成的传输信号的区间的频率。在一实施例中，频率f0可以是频率f1和频率f2的算术平均值。
对于高选择性非相干接收器，可以利用频率f1被设定为中心频率的第一滤波器以及频率f2被设定为中心频率的第二滤波器对接收信号进行滤波。第一滤波器可以利用滤波器频率响应1412，以频率f1为基准对接收信号进行滤波，而第二滤波器可以利用滤波频率响应1413，以频率f2为基准对接收信号进行滤波。
高选择性非相干接收器可以检测以频率f1为基准而被滤波的接收信号的包络线以及以频率f2为基准而被滤波的接收信号的包络线，并从以频率f1为基准而被滤波的接收信号的包络线中移除以频率f2为基准而被滤波的接收信号的包络线。据此，在频率f1下，接收信号的大小不是0的区间可以呈现为大小值为正数的包络线；在频率f2下，接收信号的大小不是0的区间可以呈现为大小值为负数的包络线；在频率f1以及频率f2下，接收信号的大小为0的区间可以呈现为大小值为0的包络线。
高选择性非相干接收器可以基于所检测出的包络线的大小值和预定的三进制序列之间的相关度来检测与三进制有效载荷序列对应的二进制数据序列。
参照图15，坐标可以表示接收器所接收的接收信号中的与三进制有效载荷序列的1的元素对应的区间的相位θ1 1511以及与-1的元素对应的区间的相位θ2 1512。在此，相位θ1 1511可以表示0度，相位θ2 1512可以表示180度。
相干接收器可以检测正弦波形的载波信号和接收信号之间的相关度。
此外，相干接收器可以基于相关度结果值和预定的三进制序列之间的相关度来检测与三进制有效载荷序列对应的二进制数据序列。
图16是示出根据另一实施例的发送器的框图。
参照图16，发送器1600可以包含三进制序列映射器1610以及转换器1620。在一实施例中，发送器1600可以表示图3中说明的第一信号转换器310。
二进制序列映射器1610可以将预先设计的三进制序列映射到二进制数据序列，从而生成由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列。
在一实施例中，三进制序列映射器1610可从表8提取与二进制数据序列对应的三进制序列作为预先设计的三进制序列。在表8中，C0可表示[0 0 0 1 -1 0 1 1]的序列，Cm可表示C0向右侧循环移位m后的序列，而且m可表示1至7的正数。
[表8]
Figure GDA0003457087550000421
在另一实施例中，三进制序列映射表1610可从表9提取与二进制数据序列对应的三进制序列作为预先设计的三进制序列。在表9中，C0可表示[-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1-1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 -1 0 0 0 0 0 1 1]的序列，Cm可表示C0向右侧移位m后的序列，m可表示1至31的整数。
[表9]
Figure GDA0003457087550000422
Figure GDA0003457087550000431
转换器1620可以将三进制有效载荷序列转换为信号。
根据如图16所示的另一实施例的发送器中可以直接采用通过图1至图15进行说明的内容，因此省略进一步详细的说明。
图17是示出根据另一实施例的接收器的框图。
参照图17，接收器1700可以包含信号接收器1710以及检测器1720。在一实施例中，接收器1700可以表示图10至图12中说明的接收器1200、1300、1400。
信号接收器1710可以接收如下的信号，其中，该信号是预定的三进制序列被映射到二进制数据序列而由-1、0和1的元素构成的三进制数据序列所被调制而得到的信号。
检测器1720可以检测预定的三进制序列以及二进制数据序列。
在一实施例中，检测器1720可以利用表10检测预定的三进制序列以及二进制数据序列。在表10中，C0可表示[0 0 0 1-1 0 1 1]的序列，Cm可表示C0向右侧移位m后的序列，m可表示1至7的整数。
[表10]
Figure GDA0003457087550000441
在另一实施例中，检测器1720可以利用表11检测预先设定的三进制序列以及二进制数据序列。在表11中，C0可表示[-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 01 1 -1 0 0 0 0 0 1 1]的序列，Cm可表示C0向右侧移位m后的序列，m可表示1至31的整数。
[表11]
Figure GDA0003457087550000442
Figure GDA0003457087550000451
Figure GDA0003457087550000461
根据如图17所示的另一实施例的接收器中可以直接采用通过图1至图15进行说明的内容，因此省略进一步详细的说明。
图18是示出根据一实施例的发送方法的操作流程图。
参照图18，发送器可以将预先设计的序列映射到二进制数据序列，从而生成三进制有效载荷序列(1810)。
此外，发送器可以将三进制有效载荷序列转换为第一信号(1820)。
根据如图18所示的另一实施例的发送方法中可以直接采用通过图1至图15进行说明的内容，因此省略进一步详细的说明。
图19是示出根据另一实施例的发送方法的操作流程图。
参照图19，发送器可以将由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列转换为第一信号(1910)。
此外，发送器可以根据元素而分别对第一信号的各个区间采用不同的转换方式，从而将第一信号转换为第二信号(1920)。
根据如图19所示的另一实施例的发送方法中可以直接采用通过图1至图15进行说明的内容，因此省略进一步详细的说明。
图20至图23是示出根据一实施例的接收方法的操作流程图。
参照图20，接收器可以检测接收信号的包络线的大小值(2010)，其中，所述接收信号是由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列被转换的信号。
此外，接收器可以基于所检测到的包络线的大小值和与预定的三进制序列的相关度来检测与三进制有效载荷序列对应的二进制数据序列(2020)。
根据如图20所示的一实施例的接收方法中可以直接采用通过图1至图15进行说明的内容，因此省略进一步详细的说明。
参照图21，接收器可以检测接收信号的包络线的大小值(2110)，其中，所述接收信号是由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列被转换的信号。
此外，接收器可以基于所检测到的包络线的大小值和预定的三进制序列之间的相关度来检测与三进制有效载荷序列对应的二进制数据序列(2120)。
根据如图21所示的一实施例的接收方法中可以直接采用通过图1至图15进行说明的内容，因此省略进一步详细的说明。
参照图22，接收器可以检测接收信号和预定的基准信号之间的相关度(2210)，其中，所述接收信号是由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列被转换的信号。
此外，接收器可以基于相关度的结果值和预定的三进制序列之间的相关度，来检测与三进制有效载荷序列对应的二进制数据序列(2220)。
根据如图22所示的一实施例的接收方法中可以直接采用通过图1至图15进行说明的内容，因此省略进一步详细的说明。
参照图23，接收器可以接收如下的信号(2310)，其中，所述信号是预定的三进制序列映射到二进制数据序列而由-1、0和1的元素构成的三进制有效载荷序列被调制的信号。
此外，接收器可以检测预定的三进制序列以及二进制数据序列。此时，接收器可以利用上述的表10以及表11检测预定的三进制序列以及二进制数据序列(2320)。
本文所描述的装置可以用硬件构成要素、软件构成要素以及/或者硬件构成要素和软件构成要素的组合形式来实现。例如，在实施例中说明的装置及构成要素可以通过处理器、控制器、算术逻辑单元(arithmetic logic unit：ALU)、数字信号处理器(digitalsignal processor)、微计算机、现场可编程阵列(field programmable array：FPA)、可编程逻辑单元(programmable logic unit：PLU)、微处理器或者能够执行指令并响应的其他某种装置等一个以上的通用计算机或者特殊目的计算机来实现。处理装置可以运行操作系统(OS)以及在所述操作系统上运行的一个或多个软件应用。此外，处理装置还可响应于软件的运行来对数据进行访问、存储、操纵、处理以及创建。为了方便于理解，也有针对所使用的处理装置的个数为单数的情况的说明，然而，本领域技术人员将理解，处理装置可包括多个处理要素(processing element)以及/或者多种类型的处理要素。例如，处理装置可以包括多个处理器或者一个处理器以及一个控制器。另外，也可采用诸如并行处理器(parallelprocessor)的不同的处理配置(processing configuration)。
软件可包括计算机程序(computer program)、代码(code)、指令(instruction)或者它们的一个以上的组合，以独立地或共同地(collectively)指示或配置处理装置，以使处理装置能够根据需求而操作。软件以及/或者数据可被永久地或者临时地实现(embody)在某种类型的机器、构成要素(component)、物理装置、虚拟装置、计算机存储介质或装置或者所传播的信号波(signal wave)中，以能够被处理装置解释或向处理装置提供指令或者数据。软件还可分布于通过网络而连接的计算机系统上，以使得软件以分布式方式被存储或运行。软件以及数据可存储于一个或多个计算机可读记录介质。
根据示例实施例的方法可以实现为可通过各种计算机手段执行的程序指令形式，并被记录到计算机可读介质中。所述计算机可读介质还可以以单独或组合的形式包括程序指令、数据文件、数据结构等。记录在所述介质中的程序指令可以是为了示例实施例而专门设计和构造的程序指令，或者可以是计算机软件领域的技术人员公知且可用的类型。计算机可读记录介质的示例包括磁介质(诸如，硬盘、软盘和磁带)、光学介质(诸如，CD-ROM、DVD)、磁光介质(诸如，光磁软盘(floptical disk))、ROM、RAM、闪速存储器等为了存储并执行程序命令而特别构成的硬件装置。作为程序指令的一例，除了诸如利用编译器制作的机器码以外，还可以包括可利用解释器等而通过计算机执行的高级语言代码。上述装置可被配置为充当一个以上的软件模块而进行操作，以便执行上述示例实施例的操作，或者反之亦然。
尽管在上文中通过限定的实施例和附图对实施例进行了描述，然而，本发明所属的技术领域上具有基本知识的人应该理解，可以从所述记载实现多样的修订以及变形。例如，即使按照不同的顺序执行所描述的技术，以及/或者即使所描述的系统、结构、装置、电路中的构成要素以与所说明的方式不同的形式组合或被其他构成要素或者其等同物代替或补充，也可实现合适的结果。
因此，其他实现方式、其他实施例以及与权力要求书等同的示例均包含在权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种发送器的操作方法，包括如下步骤：
生成传输帧的码片序列，所述码片序列包括与前导码字段对应的序列、与扩频开始帧分界符SFD字段对应的序列、与扩频物理层头PHR字段对应的序列、与基于物理服务数据单元PSDU字段的数据对应的序列；以及
使用幅移键控ASK对所述码片序列进行调制以生成调制的信号，
其中，当码片序列的第n码片为“1”时所述第n码片的大小为+A，而当所述第n码片为“-1”时所述第n码片的大小为-A，A是传输电压电平，
其中，所述传输帧的码片序列为三进制有效载荷序列。
2.如权利要求1所述的操作方法，其中，PHR字段包括关于调制方式的信息以及头检测序列HCS。
3.根据权利要求2所述的操作方法，其中，调制方式是3/8三进制幅移键控TASK。
4.根据权利要求2所述的操作方法，其中，调制方式是5/32三进制幅移键控TASK。
5.根据权利要求1所述的操作方法，其中，生成传输帧的码片序列的步骤包括：
按预定长度分割包括0和1的元素的二进制数据序列；
将预先设计的三进制序列映射到被分割的二进制数据序列。
6.根据权利要求5所述的操作方法，其中，所述预先设计的三进制序列的集合包括：三进制序列c0和三进制序列cm，cm是从c0向右循环移位m个位置的，m是整数。
7.根据权利要求6所述的操作方法，其中，调制方式是3/8 TASK，c0是{0 0 0 1 -1 0 11}。
8.根据权利要求6所述的操作方法，其中，调制方式是5/32 TASK，c0是{-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 -1 0 0 0 0 0 1 1}。
9.根据权利要求1所述的操作方法，其中，调制的信号的通频带如下表示：
Figure FDA0003795055360000021
其中，A表示传输电压电平，d(n)表示码片序列的码片，Tchip表示与码片对应的调制的信号的区间，NPPDU表示码片序列中的码片的数量，g(t)表示脉冲成形滤波器的脉冲响应输出，ωc表示载波的角频率，φ表示随机相位。
10.一种发送器，包括：
处理器，被配置为：
生成传输帧的码片序列，所述码片序列包括与前导码字段对应的序列、与扩频开始帧分界符SFD字段对应的序列、与扩频物理层头PHR字段对应的序列、与基于物理服务数据单元PSDU的数据字段对应的序列；以及
使用幅移键控ASK对所述码片序列进行调制以生成调制的信号，
其中，当码片序列的第n码片为“1”时所述第n码片的大小为+A，而当所述第n码片为“-1”时所述第n码片的大小为-A，A是传输电压电平，
其中，所述传输帧的码片序列为三进制有效载荷序列。
11.根据权利要求10所述的发送器，其中，处理器还被配置为
按预定长度分割包括0和1的元素的二进制数据序列；
将预先设计的三进制序列映射到被分割的二进制数据序列。
12.根据权利要求11所述的发送器，其中，所述预先设计的三进制序列的集合包括：三进制序列c0和三进制序列cm，cm是从c0向右循环移位m个位置的，m是整数。
13.根据权利要求12所述的发送器，其中，调制方式是3/8 TASK，c0是{0 0 0 1 -1 0 11}。
14.根据权利要求12所述的发送器，其中，调制方式是5/32 TASK，c0是{-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 -1 0 0 0 0 0 1 1}。
15.根据权利要求10所述的发送器，其中，调制的信号的通频带如下表示：
Figure FDA0003795055360000022
其中，A表示传输电压电平，d(n)表示码片序列的码片，Tchip表示与码片对应的调制的信号的区间，NPPDU表示码片序列中的码片的数量，g(t)表示脉冲成形滤波器的脉冲响应输出，ωc表示载波的角频率，φ表示随机相位。
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