CN1249098A - 超高速时间跳频cdma－rf的改进 - Google Patents

Abstract

一种时间频率领域(60)内的超短脉冲时间跳频码分多址(CDMA)和时分多址(TDMA)RF、IR和光通信系统(20,30)包括:发射机(20),该发射机包括用于产生毫微微秒到毫秒的范围内的短持续时间脉冲/分组的短持续时间脉冲/分组发生器(40)以及用于控制此发生器(40)的控制器(14)、连到控制器(14)的代码,用于改变脉冲/分组(100)的帧(90)中每个短脉冲/分组在超高速时间跳频码分和时分多址模式的正交超帧(200)中的时间位置、用于控制此定时的精确振荡器时钟(10)以及用于把情报转换成脉冲/分组位置调制模式的编码调制解调器;以及天线/放大器系统(70)。带有构成通过天线系统(70)发射的超高速脉冲/分组的时序的临时编码的正交码。

Description

超高速时间跳频CDMA-RF的改进

技术领域

本发明是关于无线RF时间跳频(hopping)码分多址(CDMA)和时分多址(TDMA)扩展频谱通信系统，尤其是关于超高速系统，在该系统中使用在皮秒(10^-12)从纳秒(10^-9)到微秒(10^-6)范围内的独立超短脉冲(单循环)或少量循环(分组)信号。在发射前和接收后，此系统起到数字通信系统的功能。用于此种无线通信系统的载体既非频率、幅度、相位亦非偏振载体，而是由数字编码方案所提供的一系列独立脉冲的精确定时排列。

背景技术

本领域中的大多数无线RF通信系统使用基于外差或超外差原理的频率域接收机设计，本发明的接收机是时域自差接收机。然而已有技术使用例如直接排序或跳频的编码，从而以获得的处理器增益来实现信号的扩展和解扩展。本发明把超短脉冲或分组作为独立信号，亦可进行编码来确定一个频率内该独立脉冲的定时。在发射中以脉冲位置调制技术来携带信息，例如通过与由信道码所设定的脉冲序列定时的精确微偏差。

由于使用正交编码电路和超高速脉冲序列技术，提供数据速率极高的无线点对点通信及广域多媒体通信是可能的。

上述专利的发明通过在点对点模式及传播模式下的超高速时间跳频CDMA通信中使用正交编码方案明显地提高了无线RF通信的数据速率；它提供了可与传统RF发射或其他超高速时间跳频CDMA或TDMA用户共存而不干扰或引起干扰的通信系统；它也提供了可与例如光纤，通信系统等数字接口连接的无线通信系统；以及耐得住所发射信号中的频率分量的环境陷波滤波的通信系统；以及提供了具有基本上适度的功率范围以及尺寸、重量较小且在制造上不贵的通信系统。

简言之，在一种RF超高速时间跳频CDMA和TDMA无线通信系统中实现了上述特征，该系统使用一系列这样的脉冲和分组中的独立脉冲和分组，这些独立脉冲/分组的持续时间如此短(例如，在皮秒和纳秒范围内)，从而各个脉冲信号能量同时或瞬时地(并非依次)在非常多的频率上扩展。也使用一种时间跳频序列码对这些脉冲/分组在序列上进行精确定位，以最佳地使用时间频率空间，由于所使用的编码方案的正交性，所以也提供了不干扰的发射信道。该使用的独立脉冲/分组的超高速性质还允许把帧的持续时间分割成其中信号可出现的许多微小的时间间隔。把帧分割成许多微小间隔使得可利用许多可能的编码方案以及许多不干涉的发射信道。继而，各个脉冲的超短性质以及正交编码方案使得任何无线通信系统都可实现最高多重信道或总体数据速率。

在以上专利的发明的一个实施例中，一通信系统使用：(i)正交编码，它可从属于单个采集系统/匹配滤波器，并捕捉和分配每个代码至唯一的解码调制解调器；(ii)相关器/采集系统/匹配滤波器，它们可检测超高速信号并保持对毫秒数量级的超帧的这种捕捉的记忆；(iii)种脉冲电源、天线、编码调制解调器、振荡器时钟、情报/数据加密器；以及(iv)提供编码信息至编码和解码调制解调器的EPROM。

本发明关于光学时间跳频码分多址(CDMA)和时分多址(TDMA)扩展频谱通信系统，尤其是关于超高速系统和高数据速率的系统，该系统使用在毫微微秒(10^-15)范围内的独立超短信号，但也可应用于其他瞬时长度的信号。在发射前和接收后，此系统起到数字通信系统的功能。如上述的专利，此无线通信系统的载体即非频率、幅度、相位、又非偏振载体，而是在由数字编码方案所提供的独立脉冲或波分组的序列中的精确同步设置，即宏码。

本发明关于一种系统和方法，其中通过脉冲或分组位置调制技术来发射信息，即通过与信道码或微码所设定的脉冲/分组序列定时的精确微偏差，例如通过脉冲/分组调制。

由于使用正交编码电路和超高速脉冲序列技术，所以提供数据速率极高的光纤广播以及点对点通信是可能的。

发明目的

相应地，本发明的一个目的是通过在网络广播和点对点模式的超高速时间跳频CDMA或TDMA通信中，使用正交编码方案来显著地提高光纤通信的数据速率(Gagliardi & Karp，1995；Spirit & O’Mahony，1995)。

本发明的另一目的是提供一种光纤通信系统，该系统可与例如RF或电线等数字通信系统相接。

发明内容

本发明的技术方案在于提供一种时间频率领域的超短脉冲时间跳频码分多址(CDMA)通信系统，其特征在于包括：

发射机装置，该发射机装置包括：

a)用于产生皮秒到纳秒范围内的短持续时间脉冲的装置和器件，用于控制该产生装置的装置，

b)连到该控制装置的编码装置，该编码装置用于改变脉冲帧中的每个该短持续时间脉冲在超高速时间跳频码分多址模式的正交超帧中的时间位置，

c)用于控制此定时的精确振荡器时钟装置，

d)用于把信息、话音和数据信号转换成脉冲位置调制模式的编码调制解调器，

e)连到该产生装置的天线装置，用于接收该短持续时间脉冲并把它作为编码的广播信号进行广播，

接收机装置，该接收机装置包括：

a)用于接收该编码的广播信号的天线装置，以及

b)用于接收该编码的广播信号并对其进行解码的接收机装置。

前述的通信系统，其特征在于：该编码装置包括：用于产生超高速、超短、超宽频带脉冲的序列的装置，以及依据使每个脉冲在一设定的宏窗内定位的正交码来对该序列进行间隔调制的装置。

前述的通信系统，其特征在于：由所分配的代码设定的该宏窗包括微窗，该用于进行脉冲间隔调制的装置调制各个脉冲在由所分配的代码设定的每个宏窗的微窗内的位置，从而信息在每个该微窗内加密。

前述的通信系统，其特征在于：该编码装置包括存储在矩阵形式的存储器中的代码，该代码带有代表所分配的代码、与其它所分配的代码正交并与该存储的代码匹配的接收信号的超帧。

前述的通信系统，其特征在于：该代码是带有构成通过该发射天线装置进行发射的载体的超高速、超短、超宽频带脉冲序列的瞬时编码的正交码。

前述的通信系统，其特征在于：该自差接收机装置包括：一组解码器/调制解调器、使用于发射的该正交超帧同步的采集系统/匹配滤波器，通过该采集/匹配滤波器来识别超帧内的编码序列并该超帧发射分配给选中的解码器/调制解调器。

前述的通信系统，其特征在于：该系统适用于多重信道操作，并对最大多重信道操作提供了高的总数据速率。

前述的RF通信系统，包括用于增加可利用的正交码数目的装置，其中可利用的正交码的数目(X)包括第一族代码，可利用的正交码的数目(Y)对应第二族代码，可利用的正交码的数目(N)对应第n族代码，装置夹带该族并使用匹配滤波器采集，从而可利用的代码总数为：X×Y×...×N，其中X是第一族中代码的数目，Y是第二族中代码的数目，N是第n族中代码的数目。

前述的RF通信系统，包括用于增加可利用的正交码数目的装置，其中对应第一组“a”正交码的时钟速率为A循环/每秒，对应第二组“b”正交码的时钟速率是B，对应第n组“n”正交码的时钟速率为N，则通过时钟同步及包括时钟速率A，B，...N的分开的匹配滤波器的装置，如果不夹带匹配滤波器的输出，可利用的代码总数为：a+b+...+n，这里，“a”是第一组中的代码数目，“b”是第二组中的代码数目；...“n”是第n组中的代码数目；A为第一时钟速率；...N为第n时钟速率；如果夹带匹配滤波器的输出，则可利用的代码总数为：a×b×...×n。

一种用于在时间频率领域的超短脉冲时间跳频码分多址(CDMA)RF通信系统的发射机，其特征在于包括：

a)用于产生皮秒到纳秒范围内的短持续时间脉冲的短持续时间脉冲发生器装置，以及用于控制该短持续时间脉冲发生器装置的装置，

b)连到该控制装置的编码单元，该编码单元用于改变脉冲帧中的每个该短持续时间脉冲在超高速时间跳频码分多址模式的正交超帧中的时间位置，

c)用于控制此定时的精确振荡器时钟，

d)编码调制解调器，用于把信息、话音和数据信号转换成脉冲位置调制模式，以及

e)连到该短持续时间脉冲发生器的天线，用于接收该短持续时间脉冲并把它作为编码的广播信号进行广播。

一种在时间频率领域的超短脉冲时间跳频码分多址(CDMA)或时分多址(TDRA)光学通信系统，其特征在于包括：

发射机装置，该发射机装置包括：

a)用于产生毫微微秒、皮秒、纳秒和微秒范围内的短持续时间脉冲/分组的装置，以及用于控制该产生装置的装置，

b)连到该控制装置的编码装置，用于改变脉冲/分组帧中每个该短持续时间脉冲/分组在超高速时间跳频码分多址和时分多址模式的脉冲/分组帧中的时间位置，

c)用于控制此定时的精确振荡器时钟装置，

d)编码调制解调器，用于把信息、话音和数据信号转换成脉冲位置调制模式，

e)连到该产生装置的天线装置，用于接收该短持续时间脉冲/分组并把它作为编码广播信号进行广播，

接收机装置，该接收机装置包括：

a)天线装置，用于接收该编码广播信号，以及

b)自差或外差接收机装置，用于接收该编码广播信号并对其进行解码。

前述的光学通信系统，其特征在于：该编码装置包括：用于产生超高速、超短、超宽频带脉冲/分组的序列的装置，以及依据使每个脉冲/分组在一设定的宏窗内定位的正交码对该序列进行间隔调制的装置。

前述的光学通信系统，其特征在于：由所分配的代码设定的该宏窗包括微窗，该用于脉冲位置调制的装置调制各个脉冲/分组在由所分配的代码设定的每个宏窗的微窗内的位置，从而信息在每个该微窗内编码。

前述的光学通信系统，其特征在于：该编码装置包括存储在包括EPROM存储器的矩阵形式存储器中的代码，该代码带有代表所分配的代码、与其它所分配的代码正交并与该存储代码匹配的接收信号的超帧。

前述的光学通信系统，其特征在于：该代码是带有构成通过该发射天线装置进行发射的载体的超高速、超短、超宽频带脉冲/分组的序列的瞬时编码的正交码。

前述的光学通信系统，其特征在于：该自差接收机装置包括一组解码器/调制解调器、使用于发射的该正交超帧同步的采集系统/匹配滤波器，通过该采集/匹配滤波器来识别超帧内的编码序列并把该超帧发射分配给选中的解码器/调制解调器。

前述的光学通信系统，其特征在于：该系统适用于多重信道操作，并对最大多重信道或总体操作提供了500mbs和更大范围的高的总数据速率。

前述的光学通信系统，包括用于增加可利用的正交码的数目N的装置，其中可利用的正交码的数目(x)包含第一族代码，可利用的正交码的数目(y)对应第二族代码，可利用的正交码的数目(n)对应第n族，一装置夹带该族并使用匹配滤波器采集，从而可利用的代码的总数是：x×y×...n，其中x是第一族中的代码数目，y是第二族中的代码数目，n是第n族中的代码数目。

前述的光学通信系统，包括用于增加可利用的正交码数目的装置，其中对应第一组“a”正交码的时钟速率为A循环/每秒，对应第二组“b”正交码的时钟速率为B，对应第n组“n”正交码的时钟速率是N，则通过时钟同步，以及包括时钟速率A，B，...N的分开的匹配滤波器的装置，如果不夹带匹配滤波器的输出，则可利用的代码总数为：a+b+...+n，其中“a”是第一组中代码的数目；“b”是第二组中代码的数目；...“n”是第n组中代码的数目；A是第一时钟速率；...N是第n时钟速率，如果夹带匹配滤波器的输出，则可利用的代码总数为：a×b×...×n。

一种用于时间频率领域的超短脉冲时间跳频码分多址(CDMA)和时分多址(TDRA)光学通信系统的发射机，其特征在于包括：

a)用于产生皮秒到纳秒到微秒范围内的短持续时间脉冲/分组的短持续时间脉冲/分组发生器装置，装置用于控制该短持续时间脉冲/分组发生器的装置，

b)连到该控制装置的编码单元，该编码单元用于改变脉冲/分组的帧中每个该短持续时间脉冲/分组在超高速时间跳频码分多址和时分多址模式的超帧内的时间位置，

c)用于控制此定时的精确振荡器时钟，

d)编码调制解调器，用于把信息、话音和数据信号转换成脉冲位置调制模式，以及

e)连到该短持续时间脉冲/分组发生器的天线，用于接收该短持续时间脉冲/分组并把它作为编码广播信号进行广播。

以下结合附图进一步说明本发明的具体结构特征及目的。

附图概述

图1a是结合本发明结构的发射机的方块图，图1b是本发明的接收机结构的方块图。

图2示出本发明的超高速时间跳频CDMA无线通信系统的帧和子帧。

图3是子帧、帧和超帧(superframe)的图解说明图。

图4是实现相关和子帧采样方法的图解说明图。

图5a、5b和5c示出两个正交码的例子(图5a和5b)，同时示出其自相关和互相关(图5c)。

图6示出一个双曲线重合(congruence)码，p＝11，a＝1，为10×10的矩阵。

图7示出一个双曲线重合码，p＝11，a＝1，为50×50的矩阵。

图8示出为此双曲线重合码的自模糊函数，p＝11，a＝1和p＝11，a＝3，为10×10的矩阵。

图9示出为此双曲线重合码的交叉模糊(cross-ambiguity)函数，p＝11，a＝1和p＝11，a＝3，为10×10的矩阵。

图10a示出一纳秒超短脉冲的时间-频率表示，以及窄带正弦曲线的同步(例如，外差)接收机，图10b是图10a的鸟瞰图。

图11是沿图10的三维方向的切割图。

图12示出依据本发明的采集系统。

图13示出采集系统和解码调制解调器的细节。

图14示出结合本发明的光学模式传播网络。

图15示出结合本发明的光学模式点对点系统。

图16是宏代码和结合本发明的宏代码嵌入的图解说明。

图17是结合本发明的数据复原的图解说明，同时

图18示出本发明的外部接口。

本发明的较佳实施方式

结合本发明，有许多可能的超高速时间跳频CDMA和TDMA系统的具体实施例。下面是一个具体实施例，该实施例允许使用多重信道(高数据速率)。

1.振荡器时钟10、10′。此电路可使用例如砷化镓MMIC技术或其他半导体技术，以把直流功率转换成2Ghz的信号。此振荡器时钟的输出信号将有足够的能量来驱动数据选通(gate)电路和发射机放大器(在脉冲或分组的发射期间)。此振荡器时钟是重要的子部件，它要求准确率＞每1毫秒中的20皮秒，或大约每10⁹中的20个单位。

此信号可由相位锁定至频率稳定基准信号的压控振荡器来产生。

2.脉冲发射器和天线模块TA。在一正在进行的脉冲发射期间，放大振荡器信号的样本同时向天线外发射。由比较器COMP乘法器驱动的RF切换电路(在脉冲发生器PG中)允许时钟振荡器在脉冲的持续时间内驱动发射机放大器链。此发射机放大器链在系统所需的功率值下把获得的射频脉冲或分组传送至天线。

例如，放大器可以是一组级联的砷化镓MMIC小片或其他半导体技术。可通过例如并联MESFET的分配网络或通过其他半导体方法来实现这些放大器的带宽和匹配阻抗。这些器件的输入和输出寄生电容被串联电感所吸收，这些串联电感实际上形成了集总(lumped)元件的50欧姆的传输线。

用于发射和接收的天线本身即可以是例如非共振类型，也可以是例如非分散TEM角(horn)的设计。在许多情况下，可使用印刷电路方法以及其它制造方法在电路板上制造天线。

3.采集模块AM。此采集模块可基于例如使用相连串处理器模(modular)技术或其他装置的设计。将在下面详细地描述该模块。

4.调制解调器/编码器和调制解调器/解码器(数据选通电路)。此数据选通电路共用于发射机和接收机。它可由例如精度非常高的砷化镓数字电路或其他半导体电路组成。子帧计数器是一个由时钟振荡器驱动的自激计数器。把此计数器的输出与相应于帧计数器的查询码相比较。

可使用例如砷化镓ECL兼容源耦合逻辑或其他半导体技术来实现此数字选通电路。可选择选通的长度和宽度来减少寄生电容，从而可达到小于50皮秒的负载选通速度。

当接收到一发射时，接收机数据选通计数器复位。在子帧被代码触发期间，触发高速数据锁存器来捕捉脉冲检测器的输出。此数据锁存器的输出包含所发射的数据，该数据包括相应于子帧内的脉冲位置的纠错码。

发射机数据选通子帧和帧计数器是自激的。每当子帧计数器和代码相互匹配时，脉冲/帧发生器就被触发，引起高速脉冲的发射。子帧中的脉冲/分组波形相应于采集模块输入处的最低位的数据和纠错码。

5.代码EPROM(代码查询14、14′)。通过发射机和接收机中的代码查询14和14′的EPROM来执行此代码产生功能。对于每个帧，由帧计数器EPROM来产生一脉冲/分组。此代码指定在脉冲/帧将发生的子帧中。由于使用不止一个代码(数据速率根据需要)，所以此EPROM将把不止一个代码提供给发射机和接收机。或者，可使用移位寄存器来产生这些代码。

6.脉冲检测器(上升时间触发器15)。可通过上升时间触发电路(它不单单是一个高通滤波器)来排除背景干涉。为了实现上升时间触发，此RF信号可在到达触发器阀值电路前，通过一包络检测器，然后馈送到一高通滤波器。然后，此高通滤波器区分此包络并通过瞬变，同时排除缓慢变化。

7.接收机(图1b)。此接收机是自差接收机(不是外差接收机)。此接收机的前置放大器(未示出)需要最大为40db的增益，无AGC，同时需要大约5db的噪音指数。接收机天线RA的前置放大器馈入脉冲/分组检测器15，检测器15对每个检测到的脉冲/分组输出ECL脉冲。此脉冲/分组检测器15馈入采集模块AM，该模块包括把触发输出到帧计数器FC′和子帧计数器SC′的相关器CO′。接收机的其余部分与发射机相似或互补。在较佳实施例中，当计数器的值与当前的主码值匹配时，高速计数器SC′选通数字锁存器DL。高速计数器SC′环绕每一个帧间隔。这种环绕使帧计数器FC′递增，此帧计数器FC′用于查询EPROM14′中的码首(code commencement)。帧计数器FC′环绕每一个超帧间隔。代码锁存器DL′馈入FEC解码器FEC′和以帧速率(大约为每秒1兆比特)工作的任意译码器DEC。以下进一步描述此接收机设计。

由于使用多重码(数据速率根据需要)，EPROM14′、相移寄存器或其他代码产生装置将给接收机和发射机提供不止一个代码。

代码：

此无线通信网络可用于网络或双工配置。在本发明的系统中使用两级编码，主码用于脉冲发射定时并允许多重信道。此外，在发射前，可把前向纠错(FEC)码加到信息数据中。有许多纠错码的选择(见Cipra，1994)。

正交码的使用使得从属于匹配滤波器的同一超帧的多重信道共存。典型的代码有Quadratic Congruence(QC)码、Hyperbolic Codes(HC)码和光学码(Titlebaum & Sibul，1981；Titlebaum等人，1991；Kostic等人，1991)。对这些编码要求的讨论将基于这些码。

产生此QC代码族的布置算子(placement operator)的方法提供了一系列定义于有限域的函数J_p，其中：

J_p＝{0，1，2，...，p-1)，

p是任意的奇质数。这些函数定义为：

y(k；a，b，c)＝[ak²+bk+c]_modp，k∈J_p

其中a是除了0以外J_p的任何元素，b、c是J_p的任何成员。参数a被称为族指数。

HC码的差函数是两个二次线汇之比。该比值的分母多项式不能为零，同时分子为二次式且至多有两个零。因此，对于任何子帧或帧偏移(shift)，此HC码至多有两次命中(hit)。可依据图2所示的方法来构成序列u_m(i)，i＝0，1，2，...，n-1，该序列是时间跳频码的一部分。例如，在宏窗(macro-window)的第一间隔接收到的脉冲表示“1”，在第二间隔接收到的脉冲表示“0”。由数据选通电路的精度来确定子帧(微窗(microwindow))中的比特(bit)数。或者，子帧可用于对模拟信息进行编码。

图5示出两个正交码的自相关和互相关。自相关是较好地表现了极好的发射/接收性能。互相关极为平坦，表现了极好的交叉信道干扰排除。

图6和图7示出两个HC码，图6中，p＝11、a＝1、10×10的矩阵，图7中，p＝11、a＝1、50×50的矩阵，图8示出HCC码的自模糊函数，p＝11、a＝1、10×10的矩阵，图9示出HCC码的交叉模糊函数，p＝11、a＝1、以及p＝11、a＝3、10×10的矩阵。

此QC码定义为： $y_a\left(x\right)={\left[a\frac{x(x+1)}{2}\right]}_{\mathrm{mod}p},$ 对于p×p的矩阵，其中1≤a≤p-1和0≤x≤p-1。此HC码定义为： $y_a\left(x\right)=\frac{i}{x}\mathrm{mod}p,$ 其中 是在域J_p内的乘法逆元，对于p-1×p-1的矩阵，1≤a≤p以及1≤x≤p，

Titlebaum和同事(Albicki等人，1992；Bellegarda & Titlebaum，1988-1991；Drumheller，1992；Titlebaum，1981；Titlebaum 7 Sibul，1981；Titlebaum等人，1991)的QC和HC码是可用于本发明、超高速时间跳频CDMA和TDMA通信系统的典型正交码。在文献中可获得其他选择。

本发明的系统中所使用的主码同样适用于光纤通信的光学正交编码程序。正交码的使用允许从属于匹配滤波器的同一超帧的多重信道共存。为了简化说明，在表1内定义以下条目。

表1
		子帧	例如，在其中发射脉冲的～1纳秒的时间间隔。通过把此脉冲在此时间间隔中的位置调节到两个或多个可能时间之一来调制此脉冲。例如，为了每一个子帧发射一个比特，此脉冲可与子帧中心偏离～250皮秒(对于零)或+250皮秒(对于一)。
帧	例如，分割成大约1000个子帧(或依据码的长度)的～1微秒的时间间隔。在由每个帧的一个子帧期间，发射一个脉冲。在每个帧的不同子帧期间依据代码来发送脉冲。
		超帧	例如，代表代码模型的一个循环的～1毫秒的时间间隔。在本例中，在伪随机间隔，在一个超帧期间发射大约1000个脉冲。
信道	一个使用单个正交码的单向数据通道。使用长度为1020的代码的一个信道的初始(未修正)容量为大约0.5mbs。使用所有的1020代码，则信道数据速率是大约500mbs。

在表2中给出子帧、帧、超帧和信道之间关系的例子，表2用于长度为1020的代码，表3用于长度为508的代码，表4用于长度为250的代码。

表2
			代码调变的最大计数		1021
代码周期	1021-1	1020帧

子帧、帧和超帧的关系如图3所示。

接收机：

在常规的频域外差接收机中，混频器是迄今较佳的前端器件。通常，混频器用于通过把低功率信号与非线性器件中功率较高的本地振荡器(LO)信号相混合而把该低功率信号从一个频率转换到另一个频率。通常，RF和LO信号之间的差频率是在随后的中频(IF)放大中在IF处的所需输出频率．可最方便地实现与本地振荡器的混合而下变频至中频以及在IF部分中的窄带滤波．随后的放大和检测基于中频信号。

检测器对混合码的操作导致低得多的转换损耗，这也是超外差接收机具有卓越灵敏度的原因。此混合动作基于一非线性传递函数：

I＝f(V)＝a₀+a₁V+a₂V²+a₃V³，…a_nVⁿ，

其中，I和V是接收机的电流和电压。如果V_RFsinω_RFt是RF信号，同时V_Losinω_LOt是LO信号，则混合积为：

I＝a₀+a₁(V_RFsinω_RFt+V_LOsinω_LOt)+a₂(V_RFsinω_RFt+V_LOsinω_LOt)²+

a₃(V_RFsinω_RFt+V_LOsinω_LOt)³，…a_n(V_RFsinω_RFt+V_LOsinω_LOt)ⁿ

此基本混合积来自二次项．然而，许多其他的混合积可存在于IF通带内。混合不仅产生了新的信号，也产生了其图像，例如ω_LO±ω_RF。然而，在超高速时域的情况下，信号滤波可能严格地限制了信号的幅度，继而其范围。

例如，一个窄带频域信号的二次项为：

a₂(V_RFsinω_RFt+V_LOsinω_LOt)²

但对于宽带时域超高速信号，该二次项为： $a_2{(V_{{\mathrm{RF}}_1}\sin {\mathrm{\ω}}_{{\mathrm{RF}}_1}t+V_{{\mathrm{RF}}_2}\sin {\mathrm{\ω}}_{{\mathrm{RF}}_2}t+V_{{\mathrm{RF}}_3}\sin {\mathrm{\ω}}_{{\mathrm{RF}}_3}t+V_{{\mathrm{RF}}_4}\sin {\mathrm{\ω}}_{{\mathrm{RF}}_4}t+......V_{\mathrm{LO}}\sin {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{LO}}t)}^2$ 该输出是： $\underset{\mathrm{ij}}{\mathrm{\Σ}}{V}_{{\mathrm{RF}}_i}\sin {\mathrm{\ω}}_{{\mathrm{RF}}_i}t\·V_{{\mathrm{RF}}_j}\sin {\mathrm{\ω}}_{{\mathrm{RF}}_j}t$

它占用了用作IF输入的太多的互调积。

因此，由于各个超高速超宽带信号的宽带性质，所以由于所产生的混合积的数目，因而同步(超)外差接收机不是本发明的接收机的选择，除非分组的频率选择性是所期望的。本发明所选择的接收机是自差接收机。

在自差接收机的情况下出现了定义(definition)问题。我们从光学物理(Born&  Wolf，1970；Cummins & Pike，1974)得到我们的定义，它不是从雷达工程中得出的。实际上，外差方法需要一个与接收到的信号耦合的本地振荡器，且该方法是一个“自拍(auto-beat)”或自相关方法。此自差方法本质上是一种相干方法[参阅Born & Wolf，1970，第256页]。此外差方法可用于自相关方法，例如在混合操作后。此外差方法甚至还可使用“相干”本地振荡器，但仅仅针对窄带信号。在该两个方法之间的区别特点是，自差方法是相干(相关)信号采集方法，(a)对接收到的信号的带宽没有限制，(b)对信号带宽分量的绝对定时有限制。相反，外差方法是信号采集方法，(a)对接收到的信号的定时没有限制，(b)对信号频率分量的带宽有限制。

外差和自差方法的各种定义是不一致的。例如，IEEE电子术语标准字典把“自差接收”定义为“零拍接收或在载波频率的本地产生电压帮助下的接收系统”；McGraw-Hill科学与技术字典把“自差接收”定义为“无线电话的载波抑制系统的无线接收系统，其中接收机产生具有原始载波频率的电压，并把该电压与输入信号相混合。亦叫做零拍接收。”

实际上，这些定义(1988年一月；Parker，1989)指自差在具有不止一个混合级的接收机中的一般用途。“同步”检测通过所谓的“自差”方法来实现，这种方法涉及与既可通过外部方法又可通过内部方法(例如，相位回路)检测到的同一频率的信号相混合。这样，近来术语“自差”的意义变为用于检测窄带信号并把被抑制的载波信号恢复到调制信号的方法。

清楚的是，考虑到此自差和外差方法的定义已变得相当混乱。然而，原始的光学物理定义具体地把外差作为一种使用本地振荡器的信号采集方法，而把自差作为使用诸如自相关等相干方法的信号采集方法。超高速、超短脉冲/分组信号采集需要自差方法，这是因为它是一种相干方法并保持了定时信息。这对于所述的新术语是不正确的，因为本术语继续相对明确地存在于产生这些术语的光学物理中。因此，我们应在这些术语的光学物理意义上使用这些术语，但是小心认识到产生错误联系的危险。

自差和外差之间的区别是明显的，它们根据不与常规的即外差接收机相冲突的本发明的权利要求。在图10a和图10b中，示出在时间-频率空间中的超高速超短脉冲自差接收和窄带同步信号外差接收。图10a是一纳秒的超短频率以及一个窄带正弦曲线的同步接收机的时间-频率表示图。仅仅从频率轴观察，此超短脉冲的(放大)尖峰将表现为与窄带外差接收机的上升沿相重叠，即外差接收机将表现为接收任何超高速超短信号。然而，观察整个时间-频率平面表示图，可看出窄带同步外差接收机的边沿表示图没有向下延伸至超高速信号表示图的表示部分。此同步外差接收机需要一些时间来响应并需要许多信号循环来接收此信号。

本发明的自差接收和传统外差接收之间的区别如图11所示，图11是由图10a的切面图并从时间一侧观察到的。即使超短信号的平均频率处于外差接收机的中央频率，但对于所有冲击(上升)时间的传统同步接收机，超高速超短脉冲信号的幅度都变小。另一方面，自差接收保持了信号幅度和定时。虽然自差接收是较佳的，但也可使用外差接收。

采集系统：

本发明的采集系统/匹配滤波器识别超帧时间周期内(对于1020长度的代码为一毫秒)的多重码(信道)。图12示出一采集系统H，用于以异步环绕方式接收来自四个信道S₁-S₄的F个无线信号，并触发接收系统解码调制解调器S₁-S₄。

图13示出一具体实施例，其中每一个发射的超帧S₁-S_n(例如长度为1020的码)的前面是前序帧(例如长度为10的码)。对于信道S₁-S_n的发射非同步的情况，为必须以双重环绕方式来接收此前序部分。在本实施例中，此前序部分对所有的信道(即使非同步)都是相同的码，它对于采集系统起到同步警报的作用，该系统对信道码进行识别并分配解码调制解调器。与图12的实施例不同的是，在图13的实施例中，此采集系统未以环绕模式起作用，而是由前序部分以双重环绕方式向采集系统警告超帧发射的开始。

网络：

本发明的网络应用是多样的，从数据速率高的双工系统，到大楼间的系统、这种大楼之间的光纤网络的链接、大楼内部通信、LAN和WAN、蜂窝电话、全球定位(Global Grid)通信的“终接(last mile)”，到“智能高速公路”的应用(Varaiya，1993)(例如，防火墙等)等。

应用范围

无线WAN和LAN；

个人通信网络；

蜂窝电话；

建筑自动化/保安系统；

语音通信；

桥式和路由器网络；

仪器监控；

工厂自动化；

条形码远距感测；

车辆定位；

污染监控；

范围延伸无绳电话；

视频电视会议；

交通信号控制；

医疗监控和记录检索应用；

远距感测；

生产数据采集；

自动售货机监控；

终接全球定位通信；

本发明包括以下特征：

a)超高速超短脉冲/分组发射的设备和方法。

b)发射此超高速超短脉冲/分组序列的设备和方法。

c)依据宏编码的方案对此序列进行脉冲/分组间隔调制的设备和方法。

d)在由码所设定的宏窗的微窗内，对此序列进行脉冲/分组间隔调制从而可在该微窗内对信息进行加密的方法。

e)以例如作为相连存储器的矩阵形式存储的代码，具有与所存储的代码匹配的接收信号的超帧。

f)是正交码的代码，此超高速超短脉冲/分组序列的瞬时编码发射的载体。

g)自差接收机，而非同步外差接收机。

h)与超帧发射同步并根据代码识别把此这些发射分配给适当的解码调制解调器的采集系统/匹配滤波器/相关器。

i)多重信道操作，它可提供高的总或总体数据速率(例如，对于最大的多重信道操作为～500mbs)。

在这里通过参考而结合名为“通信的比较...和揭示阐述”的附加文章和名为“参考”的文章。

总之，一种时间频率领域内的超短脉冲/分组时间跳频码分多址(CDMA)和时分多址(TDMA)RF通信系统包括一发射器，该发射器包括：

a)用于产生皮秒到纳秒到微秒范围内的短持续时间的脉冲/分组的短持续时间脉冲/分组发生器，以及控制该发生器的控制器，

b)连接到此控制器的代码装置，该装置用于改变脉冲/分组的帧中的每个短脉冲/分组在超高速时间跳频码分或时分多址格式的正交超帧中的时间位置，

c)用于控制此定时的精确振荡器时钟，

d)用于把情报(intelligence)转换成脉冲/分组的位置调制模式的解码调制解调器。

e)连接到所述装置的天线/放大器系统，该系统用于接收所述短持续时间脉冲/分组并把它作为经编码的广播信号广播，

接收机装置，所述接收机装置包括：

a)用于接收此广播信号的天线/放大器系统，

b)用于接收此经编码的广播信号并对其进行解码的自差接收机，以及

c)连接到自差接收机的一个或多个应用装置。编码装置产生超高速超短脉冲/分组序列，间隔调制器依据宏窗编码格式对此序列进行间隔调制。由所分配的代码设定的宏窗编码格式包括微窗，脉冲/分组间隔调制器调制各个脉冲/分组在该代码所设定的每个宏窗的微窗内的位置，从而可在每个微窗内对信息进行加密。编码装置包括以作为例如相连存储器的矩阵形式存储的代码，这些代码具有代表整个所分配的代码且与其他所分配的代码正交并与所存储的代码匹配的接收信号的超帧。最好，这些代码是带有构成天线系统的发射载体的超高速超宽频带脉冲序列的瞬时编码的正交码。

自差接收机包括解码器/调制解调器组、采集系统/匹配滤波器，该采集系统/匹配滤波器用于与超帧发射同步、识别超帧内的编码序列并根据代码识别把此发射分配给选中的解码器/调制解调器。该系统适用于多重信道操作，并给最大多重信道操作提供了500mbs范围内的高的总数据速率。

本发明

以通用物理术语在图14-17中示出本发明的现有光学模式：

图14示出一个广播网络模式，其中对数据源(A)-RF、IR、光学或电气线路-给出一光学正交宏码，把以宏码序列中的微码(波分组)编码的数据以异步方式沿光纤传输至中枢(hub)系统(C)，系统(C)识别每个正交宏码/信道并把一解码器(B)分配给每个宏码或波分组序列。然后，该数据在RF、IR、光学或电气形式的解码器内恢复。此广播网络模式亦可有另一实施例，其中不需要中枢系统，且数据源(A)与数据恢复点(B)交互而无需中间的系统。在此实施例中，通过数据恢复单元对数据流进行连续采样，对波分组进行识别，以通过波分组在宏码“波分组”流或链中的占有率来进行随后的解码。

图15示出点对点模式，其中对数据源(A)-RF、光学或电气线路-给出相互从属的光学正交宏码，并以宏码中的微码(波分组)编码的数据以同步方式沿光纤传输至用于每个宏码/信道或分组序列或链的数据恢复解码器(B)。然后，此数据在RF、光学或电气形式的解码器内恢复。

图16示出嵌入用户或信道的宏码的微码的数据编码。此宏码限定了该用户(如果只把一个代码分配给一个用户)或一多重信道系统内的一个信道。此宏码是一个正交光学码，且通过第一匹配滤波器来识别。此宏码可以是纠错码，并通过第一匹配滤波器后的第二匹配滤波器来识别。

图17示出广播和点对点模式下的数据恢复：A.通过中枢系统或通过各个数据恢复单元的宏码或波分组序列识别。在此实施例中，中枢系统和各个数据恢复单元以声光调制器(AOM)来表示。代码矩阵中的每一个黑点(参见源专利)代表携带微码的波分组。各个数据恢复单元仅对在适于各个所分配的正交宏码的时间到达的波分组进行寻址。B.在微码级上对此数据进行编码。所示的典型1011“字”或波分组对应于黑点所示的宏码中的位置。可以顺序方式或并行方式对微码字进行处理或解码。

图18.基于本发明的光学方法可与基于源发明的方法相互连接。在此图中，数据可到达光学、IR、电线或RF形式的发射开关(switch)，并被光学、IR、电线或RF形式的接收开关解码，带有基于我的5,610,907号专利中提及的RF形式的插入(intervening)链路。

根据通用物理术语，本发明是图14-17中所述的系统。在系统章节中描述各种部件，在代码章节中描述编码电路的细节。如在我的5,610,907号专利所述，代码是载体。

系统：

有许多超高速光学时间跳频CDMA和TDMA系统的可能的实施例，所有的实施例都使用激光源和一个光纤网络(参阅Gagliardi & Karp，1995；Spirit &O′Mahony，1995)。下面是允许多重信道或总体(高数据速率)使用的本发明的一个实施例。

1.可通过多种方法以宏码的形式或光学正交码的形式对光学波分组流进行编码，例如通过声光调制器、或全息照相或时钟器件，全真或仿真(参阅Weiner等人，1992；Ford等人，1994；Hillegas，1994；Sun等人，1995)。

2.可通过多种方法以微码的形式把数据编码成各个波分组，例如，通过全息照相、时钟或声光或诸如空间光调制等其他光学方法。(图16示出一个实施例)。

3.可在中枢系统接收宏码，用以进行识别并分配给各个数据恢复单元，或直接到达各个数据恢复单元，然后各个数据恢复单元采样和识别特定单元的独有宏码。此功能可以许多方式来进行，例如，通过声光调制器、全息照相或时钟器件，全真或仿真(图14示出一个实施例)。

4.在点对点的操作中为了超高数据速率发射，可使宏码相互从属。(图15示出一个实施例。)

5.可通过各种方法把数据从各个波分组微码解码成为连续比特流或并行形式，例如通过全息照相、或时钟、或声光或空间光调制等其他光学方法。(图17示出一个实施例。)

6.本系统可用于全光学网络、全RF网络、IR-RF网络、全IR网络、光学-RF网络、电线-光学网络或电线-RF网络等。(图18示出一个实施例。)

代码：

除了RF信号可有两个极性+1和-1以及值零(0)以外，定义宏码的光纤正交码类似于源发明的RF正交码，光学正交码仅可采用两个值+1和0或-1和0。因此，光学正交码的统计表示涉及RF正交码，但是在某些方面有所不同。(参见Nguyen等人，1992；Chung & Kumar，1990；Chung等人，1989)。

应用领域包括：

数据速率极高的全光纤通信链路；

与RF和电线通信链路相接的数据速率极高的光纤通信链路。

本发明包括：

(a)数据速率极高的光纤发射方法。

(b)以宏码发射这种超短波分组序列或链的序列发射方法。

(c)把波分组序列或链的每一个波分组内的数据编码为微码的方法。

(d)是光纤正交码的代码，超短脉冲或波分组的序列或链的瞬时编码构成发射信道的载体；

(e)宏码识别方案和微码数据恢复单元。

(f)提供高的总数据速率的多重信道操作(例如，对于最大多重信道或总体操作为～500Gbit/sec-～Tbit/sec)

参考

Chung，H.& Kumar.P.V.，光学正交码-新限制和最佳结构，IEEE Trans.Information Theory，36，866-873，1990。

Chung，R.K.，Salehi，J.A.& Wei，V.K.，光学正交码：设计、分析和应用。IEEE Trans.Information Theory，35，595-604，1989。

Ford，J.E.，Fainman，Y.，& Lee，S.H.，通过光折射相关的可改造阵列互连，Applied Optics，33，5363-5377，1994。

Gagliardi，R.M.& Karp，S.，Optical Communications，第二版，Wiley，NewYork，1995。

Hillegas，C.W.，Tull，J.X.，Goswami，D.，Strickland，D.& Warren，W.S.，使用微秒射频脉冲的毫微微秒激光脉冲成形。Optics Letters，19，737-739，1994。

Nguyen，Q.A.，Gyorfi，L.，Massey，J.L.，二进制恒定加权循环码和循环可变更码。IEEE Trans.Information Theory，38，940-949，1992。

Spirit，D.M.& O’Mahony，M.J.，High Capacity Optical TransmissionExplained，Wiley，New York，1995。

Sun，P.C.，Mazurenko，Y.T.，Chang，W.S.C.，Yu，P.K.L.& Fainman，Y.，通过全息照相的空间瞬时频率编码的全光学并行串行转换，Optics Letters，20，2251-1730，1995。

Weiner，A.M.，Leaird，D.E.，Reitze，D.H.& Paek，E.G.，毫微微秒光谱全息照相。IEEE J.Quantum Electronics，28，2251-2261，1992。

虽然已列举并描述了本发明的较佳实施例，但应理解是，本发明的其他实施例、改变和改进对本领域内的技术人员来说是明显的，并包含在下面附加的权利要求内。

Claims (20)

1.一种时间频率领域的超短脉冲时间跳频码分多址(CDMA)通信系统，其特征在于包括：

发射机装置，所述发射机装置包括：

a)用于产生皮秒到纳秒范围内的短持续时间脉冲的装置和器件，用于控制所述产生装置的装置，

b)连到所述控制装置的编码装置，所述编码装置用于改变脉冲帧中的每个所述短持续时间脉冲在超高速时间跳频码分多址模式的正交超帧中的时间位置，

c)用于控制此定时的精确振荡器时钟装置，

d)用于把信息、话音和数据信号转换成脉冲位置调制模式的编码调制解调器，

e)连到所述产生装置的天线装置，用于接收所述短持续时间脉冲并把它作为编码的广播信号进行广播，

接收机装置，所述接收机装置包括：

a)用于接收所述编码的广播信号的天线装置，以及

b)用于接收所述编码的广播信号并对其进行解码的接收机装置。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：所述编码装置包括：用于产生超高速、超短、超宽频带脉冲的序列的装置，以及依据使每个脉冲在一设定的宏窗内定位的正交码来对所述序列进行间隔调制的装置。

3.根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于：由所分配的代码设定的所述宏窗包括微窗，所述用于进行脉冲间隔调制的装置调制各个脉冲在由所分配的代码设定的每个宏窗的微窗内的位置，从而信息在每个所述微窗内加密。

4.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：所述编码装置包括存储在矩阵形式的存储器中的代码，所述代码带有代表所分配的代码、与其它所分配的代码正交并与所述存储的代码匹配的接收信号的超帧。

5.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于：所述代码是带有构成通过所述发射天线装置进行发射的载体的超高速、超短、超宽频带脉冲序列的瞬时编码的正交码。

6.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于：所述自差接收机装置包括：一组解码器/调制解调器、使用于发射的所述正交超帧同步的采集系统/匹配滤波器，通过所述采集/匹配滤波器来识别超帧内的编码序列并所述超帧发射分配给选中的解码器/调制解调器。

7.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：所述系统适用于多重信道操作，并对最大多重信道操作提供了高的总数据速率。

8.根据权利要求1所述的RF通信系统，其特征在于：包括用于增加可利用的正交码数目的装置，其中可利用的正交码的数目(X)包括第一族代码，可利用的正交码的数目(Y)对应第二族代码，可利用的正交码的数目(N)对应第n族代码，装置夹带所述族并使用匹配滤波器采集，从而可利用的代码总数为：X×Y×...×N，其中X是第一族中代码的数目，Y是第二族中代码的数目，N是第n族中代码的数目。

9.根据权利要求1所述的RF通信系统，其特征在于：包括用于增加可利用的正交码数目的装置，其中对应第一组“a”正交码的时钟速率为A循环/每秒，对应第二组“b”正交码的时钟速率是B，对应第n组“n”正交码的时钟速率为N，则通过时钟同步及包括时钟速率A，B，...N的分开的匹配滤波器的装置，如果不夹带匹配滤波器的输出，可利用的代码总数为：a+b+...+n，这里，“a”是第一组中的代码数目，“b”是第二组中的代码数目；...“n”是第n组中的代码数目；A为第一时钟速率；...N为第n时钟速率；如果夹带匹配滤波器的输出，则可利用的代码总数为：a×b×...×n。

10.一种用于在时间频率领域的超短脉冲时间跳频码分多址(CDMA)RF通信系统的发射机，其特征在于包括：

a)用于产生皮秒到纳秒范围内的短持续时间脉冲的短持续时间脉冲发生器装置，以及用于控制所述短持续时间脉冲发生器装置的装置，

b)连到所述控制装置的编码单元，所述编码单元用于改变脉冲帧中的每个所述短持续时间脉冲在超高速时间跳频码分多址模式的正交超帧中的时间位置，

c)用于控制此定时的精确振荡器时钟，

d)编码调制解调器，用于把信息、话音和数据信号转换成脉冲位置调制模式，以及

e)连到所述短持续时间脉冲发生器的天线，用于接收所述短持续时间脉冲并把它作为编码的广播信号进行广播。

11.一种在时间频率领域的超短脉冲时间跳频码分多址(CDMA)或时分多址(TDRA)光学通信系统，其特征在于包括：

发射机装置，所述发射机装置包括：

a)用于产生毫微微秒、皮秒、纳秒和微秒范围内的短持续时间脉冲/分组的装置，以及用于控制所述产生装置的装置，

b)连到所述控制装置的编码装置，用于改变脉冲/分组帧中每个所述短持续时间脉冲/分组在超高速时间跳频码分多址和时分多址模式的脉冲/分组帧中的时间位置，

c)用于控制此定时的精确振荡器时钟装置，

d)编码调制解调器，用于把信息、话音和数据信号转换成脉冲位置调制模式，

e)连到所述产生装置的天线装置，用于接收所述短持续时间脉冲/分组并把它作为编码广播信号进行广播，

接收机装置，所述接收机装置包括：

a)天线装置，用于接收所述编码广播信号，以及

b)自差或外差接收机装置，用于接收所述编码广播信号并对其进行解码。

12.根据权利要求11所述的光学通信系统，其特征在于：所述编码装置包括：用于产生超高速、超短、超宽频带脉冲/分组的序列的装置，以及依据使每个脉冲/分组在一设定的宏窗内定位的正交码对所述序列进行间隔调制的装置。

13.根据权利要求12所述的光学通信系统，其特征在于：由所分配的代码设定的所述宏窗包括微窗，所述用于脉冲位置调制的装置调制各个脉冲/分组在由所分配的代码设定的每个宏窗的微窗内的位置，从而信息在每个所述微窗内编码。

14.根据权利要求11所述的光学通信系统，其特征在于：所述编码装置包括存储在包括EPROM存储器的矩阵形式存储器中的代码，所述代码带有代表所分配的代码、与其它所分配的代码正交并与所述存储代码匹配的接收信号的超帧。

15.根据权利要求14所述的光学通信系统，其特征在于：所述代码是带有构成通过所述发射天线装置进行发射的载体的超高速、超短、超宽频带脉冲/分组的序列的瞬时编码的正交码。

16.根据权利要求14所述的光学通信系统，其特征在于：所述自差接收机装置包括一组解码器/调制解调器、使用于发射的所述正交超帧同步的采集系统/匹配滤波器，通过所述采集/匹配滤波器来识别超帧内的编码序列并把所述超帧发射分配给选中的解码器/调制解调器。

17.根据权利要求11所述的光学通信系统，其特征在于：所述系统适用于多重信道操作，并对最大多重信道或总体操作提供了500mbs和更大范围的高的总数据速率。

18.根据权利要求11所述的光学通信系统，其特征在于：包括用于增加可利用的正交码的数目N的装置，其中可利用的正交码的数目(x)包含第一族代码，可利用的正交码的数目(y)对应第二族代码，可利用的正交码的数目(n)对应第n族，一装置夹带所述族并使用匹配滤波器采集，从而可利用的代码的总数是：x×y×...n，其中x是第一族中的代码数目，y是第二族中的代码数目，n是第n族中的代码数目。

19.根据权利要求11所述的光学通信系统，其特征在于：包括用于增加可利用的正交码数目的装置，其中对应第一组“a”正交码的时钟速率为A循环/每秒，对应第二组“b”正交码的时钟速率为B，对应第n组“n”正交码的时钟速率是N，则通过时钟同步，以及包括时钟速率A，B，...N的分开的匹配滤波器的装置，如果不夹带匹配滤波器的输出，则可利用的代码总数为：a+b+...+n，其中“a”是第一组中代码的数目；“b”是第二组中代码的数目；...“n”是第n组中代码的数目；A是第一时钟速率；...N是第n时钟速率，如果夹带匹配滤波器的输出，则可利用的代码总数为：a×b×...×n。

20.一种用于时间频率领域的超短脉冲时间跳频码分多址(CDMA)和时分多址(TDRA)光学通信系统的发射机，其特征在于包括：

a)用于产生皮秒到纳秒到微秒范围内的短持续时间脉冲/分组的短持续时间脉冲/分组发生器装置，装置用于控制所述短持续时间脉冲/分组发生器的装置，

b)连到所述控制装置的编码单元，所述编码单元用于改变脉冲/分组的帧中每个所述短持续时间脉冲/分组在超高速时间跳频码分多址和时分多址模式的超帧内的时间位置，

c)用于控制此定时的精确振荡器时钟，

d)编码调制解调器，用于把信息、话音和数据信号转换成脉冲位置调制模式，以及

e)连到所述短持续时间脉冲/分组发生器的天线，用于接收所述短持续时间脉冲/分组并把它作为编码广播信号进行广播。

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