CN112821917A - 一种超宽带的无线载波通信方法及基于其的定位技术 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超宽带的无线载波通信方法，时钟发生器产生脉冲序列A，进行调制形成脉冲序列B，接着形成一定脉冲形状和规律的脉冲序列C，将脉冲序列C放大到所需功率耦合到超宽带天线发射出去；超宽带天线接收到脉冲序列C，经放大后，在相关接收器中的相乘、积分和取样保持运算，产生一个对用户地址信息经过分离的脉冲序列E，根据发送端的调制方式对脉冲序列E进行解调运算恢复用户要传输的信息。有益效果是：以宽的频率带宽来换取高速的数据传输，能够共享其他无线技术使用的频带，能够把信号能量弥散在极宽的频带范围内，对于一般通信系统来说，超宽带信号相当于白噪声信号；超宽带脉冲无线收发信机发射的是单周期脉冲。

Description

一种超宽带的无线载波通信方法及基于其的定位技术
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种超宽带的无线载波通信方法及基于其的定位技术。
背景技术
目前传统无线通信技术存在多年的有关传播方面的重大难题，对信道衰落敏感、发射信号功率谱密度高、截获率高、系统复杂度高、不能够提供数厘米的定位精度，并且安全性低，功耗高，多径分辨能力弱。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种超宽带的无线载波通信方法及基于其的定位技术。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种超宽带的无线载波通信方法，所述方法包括：
在超宽带脉冲无线收发信机的发送端，时钟发生器产生具有脉冲重复频率的脉冲序列A，将用户要传输的信息和表示该用户地址的伪随机码分别或合成后对所述的脉冲序列A进行调制形成脉冲序列B，所述的脉冲序列B驱动冲激脉冲产生电路形成一定脉冲形状和规律的脉冲序列C，然后将脉冲序列C放大到所需功率后，再耦合到超宽带天线发射出去；
在超宽带脉冲无线收发信机的接收端，超宽带天线接收的脉冲序列C经低噪声放大器放大后，送到相关接收器的一个输入端，相关接收器的另一个输入端加入一个本地产生的与发送端同步的经用户伪随机码调制的脉冲序列D，所述的脉冲序列C与脉冲序列D一起经过相关接收器中的相乘、积分和取样保持运算，产生一个对用户地址信息经过分离的脉冲序列E，脉冲序列E中仅含用户传输信息以及其他干扰，根据发送端的调制方式对所述的脉冲序列E进行解调运算恢复用户要传输的信息。
其中，所述脉冲序列A的脉冲重复频率为每秒数十万脉冲至每秒数十亿脉冲。
优选的，所述脉冲重复频率是62.4MHz和/或124.8MHz。
其中，所述调制包括脉冲位置调制和二进制相移键控。
其中，所述朝宽度脉冲无线收发信机为基于CDMA的超宽度脉冲无线收发信机。
一种基于超宽带的无线载波通信方法的定位技术，包括：安装若干台信号接收机，并自定义一个三维直角坐标系，确定每台信号接收机在所述的三维直角坐标系中的坐标(X，Y，Z)；至少获取三个与信号发射源发生信号交换的信号接收机的数据，数据包括信号发射源与信号接收机之间的距离S、信号接收机的坐标(X，Y，Z)，以信号接收机的坐标作为球心，以该信号接收机与信号发射源之间的距离S作为半径画球面，球面交汇围合的区域为信号发射源所在位置。
优选的，所述距离S的计算过程为获取信号发射源的信号发出时间T0、信号接收机的信号接收时间T1、信号接收机的信号发出时间T2、信号发射源的信号接收时间T3，
Figure BDA0002880534770000021
上式中C0为光波或电磁波的传播速度，C0的定义值为299792458m/s。
优选的，所述距离S的计算过程为获取信号发射源的信号发出时间T10、信号接收机的信号接收时间T11，
Figure BDA0002880534770000022
上式中C0为光波或电磁波的传播速度，C0的定义值为299792458m/s。
本发明的有益效果是：以宽的频率带宽来换取高速的数据传输，能够共享其他无线技术使用的频带，能够把信号能量弥散在极宽的频带范围内，对于一般通信系统来说，超宽带信号相当于白噪声信号；超宽带脉冲无线收发信机发射的是单周期脉冲，占空比低，功耗低，多径信号在时间上是可分离的，便于分辨；超宽带的脉冲宽带为纳秒级，提高了测距的精度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明中无线载波通信方法的流程图；
图2是本发明中定位技术的模型图；
图3是本发明实施例一中距离计算的示意图；
图4是本发明实施例二中距离计算的结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1至图3所示的实施例一，一种超宽带的无线载波通信方法，所述方法包括：
在超宽带脉冲无线收发信机的发送端，时钟发生器产生具有脉冲重复频率的脉冲序列A，将用户要传输的信息和表示该用户地址的伪随机码分别或合成后对所述的脉冲序列A进行调制形成脉冲序列B，所述的脉冲序列B驱动冲激脉冲产生电路形成一定脉冲形状和规律的脉冲序列C，然后将脉冲序列C放大到所需功率后，再耦合到超宽带天线发射出去；
在超宽带脉冲无线收发信机的接收端，超宽带天线接收的脉冲序列C经低噪声放大器放大后，送到相关接收器的一个输入端，相关接收器的另一个输入端加入一个本地产生的与发送端同步的经用户伪随机码调制的脉冲序列D，所述的脉冲序列C与脉冲序列D一起经过相关接收器中的相乘、积分和取样保持运算，产生一个对用户地址信息经过分离的脉冲序列E，脉冲序列E中仅含用户传输信息以及其他干扰，根据发送端的调制方式对所述的脉冲序列E进行解调运算恢复用户要传输的信息。
其中，所述脉冲序列A的脉冲重复频率为每秒数十万脉冲至每秒数十亿脉冲。所述脉冲重复频率是62.4MHz和/或124.8MHz。
其中，所述调制包括脉冲位置调制和二进制相移键控。
其中，所述朝宽度脉冲无线收发信机为基于CDMA的超宽度脉冲无线收发信机。
一种基于超宽带的无线载波通信方法的定位技术，包括：安装若干台信号接收机，并自定义一个三维直角坐标系，确定每台信号接收机在所述的三维直角坐标系中的坐标(X，Y，Z)；至少获取三个与信号发射源发生信号交换的信号接收机的数据，数据包括信号发射源与信号接收机之间的距离S、信号接收机的坐标(X，Y，Z)，以信号接收机的坐标作为球心，以该信号接收机与信号发射源之间的距离S作为半径画球面，球面交汇围合的区域为信号发射源所在位置。
优选的，所述距离S的计算过程为获取信号发射源的信号发出时间T0、信号接收机的信号接收时间T1、信号接收机的信号发出时间T2、信号发射源的信号接收时间T3，
Figure BDA0002880534770000031
上式中C0为光波或电磁波的传播速度，C0的定义值为299792458m/s。
如图1、图2、图4所示的实施例二，一种超宽带的无线载波通信方法，所述方法包括：
在超宽带脉冲无线收发信机的发送端，时钟发生器产生具有脉冲重复频率的脉冲序列A，将用户要传输的信息和表示该用户地址的伪随机码分别或合成后对所述的脉冲序列A进行调制形成脉冲序列B，所述的脉冲序列B驱动冲激脉冲产生电路形成一定脉冲形状和规律的脉冲序列C，然后将脉冲序列C放大到所需功率后，再耦合到超宽带天线发射出去；
在超宽带脉冲无线收发信机的接收端，超宽带天线接收的脉冲序列C经低噪声放大器放大后，送到相关接收器的一个输入端，相关接收器的另一个输入端加入一个本地产生的与发送端同步的经用户伪随机码调制的脉冲序列D，所述的脉冲序列C与脉冲序列D一起经过相关接收器中的相乘、积分和取样保持运算，产生一个对用户地址信息经过分离的脉冲序列E，脉冲序列E中仅含用户传输信息以及其他干扰，根据发送端的调制方式对所述的脉冲序列E进行解调运算恢复用户要传输的信息。
其中，所述脉冲序列A的脉冲重复频率为每秒数十万脉冲至每秒数十亿脉冲。所述脉冲重复频率是62.4MHz和/或124.8MHz。
其中，所述调制包括脉冲位置调制和二进制相移键控。
其中，所述朝宽度脉冲无线收发信机为基于CDMA的超宽度脉冲无线收发信机。
一种基于超宽带的无线载波通信方法的定位技术，包括：安装若干台信号接收机，并自定义一个三维直角坐标系，确定每台信号接收机在所述的三维直角坐标系中的坐标(X，Y，Z)；至少获取三个与信号发射源发生信号交换的信号接收机的数据，数据包括信号发射源与信号接收机之间的距离S、信号接收机的坐标(X，Y，Z)，以信号接收机的坐标作为球心，以该信号接收机与信号发射源之间的距离S作为半径画球面，球面交汇围合的区域为信号发射源所在位置。
优选的，所述距离S的计算过程为获取信号发射源的信号发出时间T10、信号接收机的信号接收时间T11，
Figure BDA0002880534770000041
上式中C0为光波或电磁波的传播速度，C0的定义值为299792458m/s。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种超宽带的无线载波通信方法，其特征在于，所述方法包括：
在超宽带脉冲无线收发信机的发送端，时钟发生器产生具有脉冲重复频率的脉冲序列A，将用户要传输的信息和表示该用户地址的伪随机码分别或合成后对所述的脉冲序列A进行调制形成脉冲序列B，所述的脉冲序列B驱动冲激脉冲产生电路形成一定脉冲形状和规律的脉冲序列C，然后将脉冲序列C放大到所需功率后，再耦合到超宽带天线发射出去；
在超宽带脉冲无线收发信机的接收端，超宽带天线接收的脉冲序列C经低噪声放大器放大后，送到相关接收器的一个输入端，相关接收器的另一个输入端加入一个本地产生的与发送端同步的经用户伪随机码调制的脉冲序列D，所述的脉冲序列C与脉冲序列D一起经过相关接收器中的相乘、积分和取样保持运算，产生一个对用户地址信息经过分离的脉冲序列E，脉冲序列E中仅含用户传输信息以及其他干扰，根据发送端的调制方式对所述的脉冲序列E进行解调运算恢复用户要传输的信息。
2.根据权利要求1所述的超宽带的无线载波通信方法，其特征在于：所述脉冲序列A的脉冲重复频率为每秒数十万脉冲至每秒数十亿脉冲。
3.根据权利要求2所述的超宽带的无线载波通信方法，其特征在于：所述脉冲重复频率是62.4MHz和/或124.8MHz。
4.根据权利要求1所述的超宽带的无线载波通信方法，其特征在于：所述调制包括脉冲位置调制和二进制相移键控。
5.根据权利要求1所述的超宽带的无线载波通信方法，其特征在于：所述朝宽度脉冲无线收发信机为基于CDMA的超宽度脉冲无线收发信机。
6.一种基于超宽带的无线载波通信方法的定位技术，其特征在于，包括：安装若干台信号接收机，并自定义一个三维直角坐标系，确定每台信号接收机在所述的三维直角坐标系中的坐标(X，Y，Z)；至少获取三个与信号发射源发生信号交换的信号接收机的数据，数据包括信号发射源与信号接收机之间的距离S、信号接收机的坐标(X，Y，Z)，以信号接收机的坐标作为球心，以该信号接收机与信号发射源之间的距离S作为半径画球面，球面交汇围合的区域为信号发射源所在位置。
7.根据权利要求6所述的定位技术，其特征在于：所述距离S的计算过程为获取信号发射源的信号发出时间T0、信号接收机的信号接收时间T1、信号接收机的信号发出时间T2、信号发射源的信号接收时间T3，
Figure FDA0002880534760000011
上式中C0为光波或电磁波的传播速度，C0的定义值为299792458m/s。
8.根据权利要求6所述的定位技术，其特征在于：所述距离S的计算过程为获取信号发射源的信号发出时间T10、信号接收机的信号接收时间T11，
Figure FDA0002880534760000021
上式中C0为光波或电磁波的传播速度，C0的定义值为299792458m/s。
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