專利名稱：用于生成并且處理具有減少的離散功率譜密度分量的寬帶信號的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，并且具體來講，涉及用于生成并且處理具有減少的離散功率譜密度分量的寬帶信號的方法和裝置。
背景技術(shù)：
超寬帶(UWB)技術(shù)使用具有極短持續(xù)時間的基帶脈沖從接近0到幾千兆赫非常稀疏地傳播發(fā)射信號的能量。當(dāng)正確配置時，UWB信號可以與其它通信信號共存在同一頻譜中，其中具有可忽略的相互干擾。聯(lián)邦通信委員會(FCC)為UWB通信系統(tǒng)指定了UWB信號發(fā)射限制，以防止與其它通信系統(tǒng)間的干擾。
UWB信號的發(fā)射概況可以通過檢查其功率譜密度(PSD)來確定。參見1998年9月的IEEE Tran.on Comm.的第46卷、第9號的1135-1145頁，在由Moe等人提出的題目為“On the Power SpectralDensity of Digital Pulse Streams Generated by M-ary CyclostationarySequences in the Presence of Stationary Timing Jitter.”的論文中公開了使用隨機(jī)接近法的“時跳擴(kuò)頻”信號傳輸方案在存在隨機(jī)定時抖動時的PSD特性。根據(jù)該論文，UWB信號的功率譜包含連續(xù)分量和離散分量。當(dāng)總功率相同時，離散分量比連續(xù)分量呈現(xiàn)出更高的PSD。
目前，人們正在考慮把多帶正交頻分復(fù)用(OFDM)用于UWB通信系統(tǒng)。在使用OFDM的多帶UWB通信系統(tǒng)中，所述UWB頻帶被劃分為多個子帶，并且將OFDM調(diào)制應(yīng)用于每個子帶。
人們一直希望增加通信系統(tǒng)(比如使用OFDM的多帶UWB通信系統(tǒng))的通信距離。增加通信距離的一種方式是增加用于發(fā)射的功率。為了增加發(fā)射功率，同時仍符合對UWB信號的FCC發(fā)射限制，需要減少離散分量，以便使總功率可以增加，同時仍可符合FCC發(fā)射限制。在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，通常使用擾頻器來用于定時恢復(fù)和均衡。因此，這些擾頻器在減少使用OFDM的多帶UWB通信系統(tǒng)的子帶中的離散PSD分量時未必高效和/或有效，其原因例如是高脈沖重復(fù)頻率(PRF)，即約100Mbps至500Mbps，以及這些系統(tǒng)的時分多址(TDMA)幀結(jié)構(gòu)。因此，需要一種用于減少使用OFDM的多帶UWB信號子帶中的離散PSD分量的改進(jìn)方法和裝置。除了別的以外，本發(fā)明滿足了這種要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具體體現(xiàn)在一種用于生成并且處理具有減小的離散功率譜密度(PSD)分量的寬帶信號的方法和裝置。通過響應(yīng)于用于發(fā)射的數(shù)據(jù)來生成數(shù)據(jù)符號，把一個或多個數(shù)據(jù)符號變換為包括一個或多個正交頻分復(fù)用(OFDM)符號的幀，響應(yīng)于隨機(jī)數(shù)據(jù)序列來有選擇地反轉(zhuǎn)所述幀，并且利用所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的幀來調(diào)制寬帶信號的寬帶信號脈沖，由此來獲得具有減少的離散PSD分量的寬帶信號。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的OFDM寬帶通信系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)送OFDM寬帶信號的示例性處理步驟的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于接收OFDM寬帶信號的示例性處理步驟的流程圖；圖4是用于描述根據(jù)本發(fā)明在模擬中使用的配置的時間線；圖5A、6A和7A是分別描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用利用BPSK調(diào)制的多帶OFDM處理的具有0％、25％和40％特殊數(shù)據(jù)值(例如，值一(1))的源數(shù)據(jù)的PSD相對于頻率的關(guān)系的圖表；圖5B、6B和7B是分別描述根據(jù)本發(fā)明使用利用BPSK調(diào)制和可選擇的反轉(zhuǎn)的多帶OFDM處理的具有特殊數(shù)據(jù)值的0％、25％和40％的源數(shù)據(jù)的PSD相對于頻率的關(guān)系的圖表；圖8A、9A和10A是分別描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用利用BPSK調(diào)制的多帶OFDM處理的具有特殊數(shù)據(jù)值的0％、25％和40％的源數(shù)據(jù)的PSD相對于頻率的關(guān)系的圖表；圖8B、9B和10B是分別描述根據(jù)本發(fā)明使用利用QPSK調(diào)制和可選擇的反轉(zhuǎn)的多帶OFDM處理的具有特殊數(shù)據(jù)值的0％、25％和40％的源數(shù)據(jù)的PSD相對于頻率的關(guān)系的圖表；圖11是描述根據(jù)本發(fā)明一方面的擾頻器的配置的圖示；圖12A、13A、14A和15A是描述利用具有4個基本上相關(guān)的種子的15位線性反饋移位寄存器來對其進(jìn)行擾頻的源數(shù)據(jù)的PSD相對于頻率的關(guān)系的圖表，其中所述源數(shù)據(jù)不包括非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)；圖12B是描述根據(jù)本發(fā)明一方面利用具有基本上不相關(guān)的種子的LFSR-15來對其進(jìn)行擾頻的源數(shù)據(jù)的PSD相對于頻率的關(guān)系的圖表，其中所述源數(shù)據(jù)不包括非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)；圖13B是描述根據(jù)本發(fā)明一方面利用具有基本上不相關(guān)的種子的28位線性反饋移位寄存器(LFSR-28)來對其進(jìn)行擾頻的源數(shù)據(jù)的PSD相對于頻率的關(guān)系的圖表，其中所述源數(shù)據(jù)不包括非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)；圖14B是描述根據(jù)本發(fā)明一方面利用具有基本上不相關(guān)的種子的LFSR-15來有選擇地對其進(jìn)行反轉(zhuǎn)并且擾頻的源數(shù)據(jù)的PSD相對于頻率的關(guān)系的圖表，其中所述源數(shù)據(jù)不包括非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)；和圖15B是描述根據(jù)本發(fā)明一方面利用具有基本上不相關(guān)種子的28位線性反饋移位寄存器(LFSR-28)來有選擇地對其進(jìn)行反轉(zhuǎn)和擾頻的源數(shù)據(jù)的PSD相對于頻率的關(guān)系的圖表，其中所述源數(shù)據(jù)不包括非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性正交頻分復(fù)用(OFDM)寬帶通信系統(tǒng)100的概念表示。所圖示的通信系統(tǒng)100內(nèi)的一個或多個塊的功能可以由同一片硬件或軟件模塊來執(zhí)行。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例可以以硬件、軟件、或者它們的組合的方式來實(shí)現(xiàn)。在這種實(shí)施例中，如下所述的各種組件和步驟可以以硬件和/或軟件來實(shí)現(xiàn)。
一般說來，用于發(fā)送源數(shù)據(jù)的發(fā)射裝置102在發(fā)送之前使用OFDM調(diào)制方案來有選擇地反轉(zhuǎn)源數(shù)據(jù)或者可選地對源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻，以便減少發(fā)射數(shù)據(jù)的離散功率譜密度(PSD)分量。接收裝置104接收發(fā)射數(shù)據(jù)，使用OFDM解調(diào)方案來解調(diào)接收數(shù)據(jù)，并且使所述反轉(zhuǎn)和可選的擾頻逆轉(zhuǎn)以便恢復(fù)原始的源數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在詳細(xì)說明發(fā)射裝置102和接收裝置104的組件。在示例性的實(shí)施例中，將源數(shù)據(jù)施加到可選擾頻器106，所述擾頻器106被配置為對源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。擾頻器106可以對重復(fù)數(shù)據(jù)(例如，同步字)以外的所有源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。在可替代的示例性實(shí)施例中，源數(shù)據(jù)未被擾頻，并且可以省略可選擾頻器106。
在示例性的實(shí)施例中，擾頻器106使用擾頻字對源數(shù)據(jù)的至少一部分進(jìn)行擾頻。表1中描述了八個示例性的擾頻字(數(shù)字0-7)的表。
表10000040100100015010120010601103001170111示例性的擾頻字例如可以使用XOR邏輯電路(未示出)邏輯地與部分源數(shù)據(jù)組合，以便對該源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。
在可替代的示例性實(shí)施例中，采用諸如在電氣與電子工程師協(xié)會(Institute of Electrical and Electronic Engineer，IEEE)的標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE802.15.3a的計劃中所描述的那種擾頻器來對源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。所提議的擾頻器使用15位線性反饋移位寄存器(LFSR)來生成用于擾頻器的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)。在每個幀開始時，所述LFSR被加載預(yù)定的值(種子)，此處將其稱為初始設(shè)定。定義了以兩位標(biāo)識符(b1，b0)索引的四個種子以供選擇作為初始設(shè)定，表2中舉例說明了這些種子。
表2

可以使用兩位標(biāo)識符從種子集合中選出用于擾頻的種子值。然后，使用XOR邏輯電路(未示出)將所選的種子邏輯地與源數(shù)據(jù)組合，以便對源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。兩位標(biāo)識符可以在分組中與源數(shù)據(jù)一起被發(fā)射，以供接收器104用來初始化解擾器134。
如表2所描述的那樣，所述種子值是高度相關(guān)的(即，每個種子值只有最初兩位是唯一的)，并且由此，所生成的偽隨機(jī)序列是高度相關(guān)的，由此因缺乏足夠的隨機(jī)性而導(dǎo)致線性頻譜(即，離散PSD分量)。發(fā)明人已經(jīng)意識到的是，可以通過使用不相關(guān)的種子來獲得抑制離散PSD分量的更好結(jié)果。表3描述了供擾頻器106使用的示例性種子集合。
表3

在表3中，存在四個種子值，并且每個種子值均包括28位。所述種子值基本上不相關(guān)，并且因此使用這些種子值生成的偽隨機(jī)序列基本上是不相關(guān)的。表3中所示的種子集合僅僅是舉例說明，還可以采用具有不同種子值的種子、具有更多或更少種子并且每一種子具有更多或更少位的種子集合。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，如何根據(jù)此處的描述來生成適當(dāng)?shù)牟幌嚓P(guān)種子值以供種子集合使用。
映射器108耦合至擾頻器106以便接收已擾頻的源數(shù)據(jù)。映射器108響應(yīng)于所述源數(shù)據(jù)來生成數(shù)據(jù)符號。在示例性的實(shí)施例中，映射器108將源數(shù)據(jù)位映射為頻域中的數(shù)據(jù)符號。所述映射器108可以使用星座映射方案，作為非限制性的舉例，比如是二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)、正交相移鍵控(QPSK)或者正交幅度調(diào)制(QAM)。映射器108可以執(zhí)行附加的已知功能，比如卷積編碼、打孔和位交織。
變換器110被耦合至映射器108以便接收數(shù)據(jù)符號。變換器110將數(shù)據(jù)符號從頻域變換為時域中的幀，該幀包括一個或多個OFDM符號。在示例性的實(shí)施例中，變換器110采用傅里葉逆變換，諸如離散傅里葉逆變換(IDFT)或者快速傅里葉逆變換(IFFT)。變換器110把數(shù)據(jù)符號的幀映射到正交頻率子載波集合上，其中每個符號被映射至不同的子載波。在示例性的實(shí)施例中，變換器110每次采用N個數(shù)據(jù)符號(其中N是可用頻率子載波的數(shù)目)來形成由脈沖組成的OFDM符號的幀(例如，TDMA幀)，其表示所有N個數(shù)據(jù)符號(即，N個載波)的正弦值的和。
反轉(zhuǎn)器112被耦合至變換器110以便接收OFDM符號的幀。反轉(zhuǎn)器112依照預(yù)定的反轉(zhuǎn)函數(shù)來有選擇地反轉(zhuǎn)OFDM符號的幀。在示例性的實(shí)施例中，反轉(zhuǎn)器112響應(yīng)于隨機(jī)或者偽隨機(jī)數(shù)序列的位、通過有選擇地反轉(zhuǎn)OFDM符號的整個幀來有選擇地反轉(zhuǎn)所述幀。在可替代的示例性實(shí)施例中，所述反轉(zhuǎn)器112響應(yīng)于偽隨機(jī)數(shù)序列的位、通過有選擇地反轉(zhuǎn)幀內(nèi)的一個或多個單OFDM符號來有選擇地反轉(zhuǎn)所述幀。反轉(zhuǎn)器112可以是復(fù)用器(未示出)，用于響應(yīng)于隨機(jī)或者偽隨機(jī)數(shù)序列的位來傳遞OFDM符號或者該OFDM符號的反轉(zhuǎn)(諸如通過反轉(zhuǎn)器電路(未示出)反轉(zhuǎn)的)。反轉(zhuǎn)器112可以反轉(zhuǎn)出自變換器110的OFDM符號的脈沖，或者可以反轉(zhuǎn)根據(jù)所述脈沖生成的波形。正如此處使用的那樣，隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、隨機(jī)數(shù)序列和隨機(jī)數(shù)通常指的是隨機(jī)和偽隨機(jī)信號發(fā)生器、序列和數(shù)字。
在示例性的實(shí)施例中，反轉(zhuǎn)器112被耦合至隨機(jī)數(shù)發(fā)生器114。隨機(jī)數(shù)發(fā)生器114生成至少基本上均勻分布的隨機(jī)數(shù)或者偽隨機(jī)數(shù)，以便產(chǎn)生由反轉(zhuǎn)器112使用的隨機(jī)或者偽隨機(jī)數(shù)序列，由此有選擇地反轉(zhuǎn)OFDM符號的幀。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)此處的描述將能夠理解適當(dāng)?shù)碾S機(jī)數(shù)發(fā)生器。
寬帶發(fā)射器116被耦合至反轉(zhuǎn)器112。寬帶發(fā)射器116經(jīng)由天線118來發(fā)射被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀。在示例性的實(shí)施例中，使用內(nèi)插函數(shù)來平滑由變換器110生成的OFDM符號脈沖，然后將其上變頻以便匹配至少部分寬帶信號中的頻率載波的數(shù)目。然后，寬帶發(fā)射器116把上變頻后的OFDM符號脈沖的幀調(diào)制為寬帶信號的寬帶脈沖，諸如UWB信號的UWB脈沖。所述幀的上變頻后的OFDM符號脈沖可以被調(diào)制到整個寬帶信號上的寬帶脈沖上，或者被調(diào)制到部分寬帶信號的寬帶脈沖上，諸如多帶寬帶信號的子帶。所述寬帶發(fā)射器116可以是UWB發(fā)射器或者多帶UWB發(fā)射器。
接收裝置104內(nèi)的寬帶接收器120經(jīng)由另一天線122來接收發(fā)射寬帶信號，并且處理所述寬帶信號以恢復(fù)被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號脈沖的幀。寬帶接收器120內(nèi)的相關(guān)器124使接收數(shù)據(jù)與發(fā)射裝置102使用的脈沖形狀相關(guān)，以便識別寬帶信號脈沖并且把它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖。在示例性的實(shí)施例中，相關(guān)器124是匹配濾波器相關(guān)器，被配置為識別OFDM寬帶信號脈沖(比如OFDM UWB脈沖)的輸入幀并且使其相關(guān)。寬帶接收器120處理相關(guān)的OFDM脈沖以恢復(fù)被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀。所述寬帶接收器120可以是UWB接收器或者是多帶UWB接收器。
同步器126被耦合至寬帶接收器120。同步器126使用于處理的OFDM符號脈沖的幀同步，以恢復(fù)原始的源數(shù)據(jù)。在示例性的實(shí)施例中，所述同步器126通過使預(yù)定義的報頭與接收OFDM信號脈沖相關(guān)來識別幀的開始處。當(dāng)OFDM符號的整個幀被有選擇地反轉(zhuǎn)時，同步器126可以進(jìn)一步確定幀的相關(guān)函數(shù)是產(chǎn)生最大正值(表明所述幀仍未反轉(zhuǎn))還是最大負(fù)值(表明所述幀已經(jīng)被反轉(zhuǎn))。然后，如果確定是最大正值，那么同步器可以生成正值信號，而如果確定是最大負(fù)值，則生成負(fù)值信號。
反轉(zhuǎn)器-1128被耦合至同步器126，以接收被有選擇反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀。所述反轉(zhuǎn)器-1128被配置為有選擇地反轉(zhuǎn)已被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀，以便由反轉(zhuǎn)器112對發(fā)射器102中引入的有選擇的反轉(zhuǎn)進(jìn)行逆轉(zhuǎn)，由此恢復(fù)時域中的OFDM符號的原始幀。反轉(zhuǎn)器-1128依照預(yù)定義的反轉(zhuǎn)函數(shù)來對所述反轉(zhuǎn)進(jìn)行逆轉(zhuǎn)，該預(yù)定義的反轉(zhuǎn)函數(shù)是基于反轉(zhuǎn)器112的反轉(zhuǎn)函數(shù)的。在示例性的實(shí)施例中，反轉(zhuǎn)器-1128被耦合至隨機(jī)數(shù)發(fā)生器130，所述隨機(jī)數(shù)發(fā)生器130基本上與上面詳細(xì)描述的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器114相同(由此，此處不再詳細(xì)描述此內(nèi)容)。所述反轉(zhuǎn)器-1128可以是復(fù)用器(未示出)，用于響應(yīng)于由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器130生成的偽隨機(jī)序列內(nèi)的單獨(dú)位來有選擇地傳遞已經(jīng)被有選擇地反轉(zhuǎn)的幀(或者幀內(nèi)的OFDM符號)，或者是被有選擇地反轉(zhuǎn)的幀的反轉(zhuǎn)(或者幀內(nèi)的單獨(dú)OFDM符號)，例如由反轉(zhuǎn)器邏輯電路(未示出)所反轉(zhuǎn)的。
兩個隨機(jī)數(shù)發(fā)生器110和130生成相同的偽隨機(jī)數(shù)序列。對于同步來說，當(dāng)序列的第一位被發(fā)射或者接收時，發(fā)生器110和130可以被配置為起始于公共點(diǎn)，例如如同由同步器126所識別的那樣。可以預(yù)先生成隨機(jī)數(shù)集合并且將其存儲在陣列中，而不是當(dāng)數(shù)據(jù)就緒發(fā)射時(例如，“飛速寫入(on the fly)”)才生成偽隨機(jī)數(shù)。相同的陣列被保留在發(fā)射裝置102和接收裝置104中的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器110、130中。在示例性的實(shí)施例中，隨機(jī)數(shù)是作為已存儲陣列的索引被生成的，并且被發(fā)射以供在發(fā)射裝置102和接收裝置104之間建立同步時使用。
在整個幀被有選擇地反轉(zhuǎn)的實(shí)施例中，反轉(zhuǎn)器-1128可以響應(yīng)于由同步器126識別出的正負(fù)最大值來有選擇地反轉(zhuǎn)OFDM符號的幀。在示例性的實(shí)施例中，當(dāng)從同步器126接收到負(fù)值信號時，反轉(zhuǎn)器-1128反轉(zhuǎn)所述幀，而當(dāng)從同步器126接收到正值信號時，不反轉(zhuǎn)所述幀。由此，當(dāng)整個幀被有選擇地反轉(zhuǎn)時，隨機(jī)數(shù)發(fā)生器130可以省略。這樣做允許發(fā)射器102中的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器114是隨機(jī)數(shù)發(fā)生器或者偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。
變換器132被耦合至反轉(zhuǎn)器-1128以接收OFDM符號的原始幀。變換器132把OFDM符號的原始幀從時域變換為頻域中的數(shù)據(jù)符號，該數(shù)據(jù)符號被發(fā)送到發(fā)射器102中的變換器110。
解映射器134被耦合至變換器132以便接收數(shù)據(jù)符號。所述解映射器134被配置為響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)符號來生成原始的源數(shù)據(jù)。所述解映射器134可以使用星座解映射方案，作為其非限制性的舉例，比如是二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)、正交相移鍵控(QPSK)和正交幅度調(diào)制(QAM)。解映射器134可以執(zhí)行額外的已知功能，比如頻域均衡(FEQ)、解交織和維特比譯碼。
可選解擾器136被耦合至解映射器134，以便接收源數(shù)據(jù)。在示例性的實(shí)施例中，所述解擾器136在同步之后對由擾頻器106引入到源數(shù)據(jù)的擾頻進(jìn)行反轉(zhuǎn)，以得到原始的源數(shù)據(jù)。解擾器136依照預(yù)定義的解擾函數(shù)來對擾頻進(jìn)行反轉(zhuǎn)，所述預(yù)定義的解擾函數(shù)是基于由擾頻器106使用的擾頻函數(shù)的。當(dāng)省略擾頻器106時，可以省略解擾器136。
圖2描述了用于發(fā)射寬帶信號的示例性處理步驟的流程圖200，所述寬帶信號諸如是減少了離散PSD分量的UWB寬帶信號。將參考圖1的組件來描述流程圖200的步驟。在塊202，發(fā)射器102接收用于發(fā)射的源數(shù)據(jù)。
在塊204，可選擾頻器106對所述源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。所述源數(shù)據(jù)可以包括數(shù)據(jù)幀，所述數(shù)據(jù)幀包括有效負(fù)荷數(shù)據(jù)和非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)，例如，同步數(shù)據(jù)。在示例性的實(shí)施例中，依照預(yù)定的擾頻函數(shù)例如使用擾頻字來對源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。同步數(shù)據(jù)可以全部是符號1，比如所有都是正(+)1。在可替代的示例性實(shí)施例中，如果不對源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻，那么可以省略可選擾頻器106和塊204。
在塊206，映射器108響應(yīng)于所述源數(shù)據(jù)來生成數(shù)據(jù)符號。在示例性的實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)符號處于頻域，并且是使用BPSK、QPSK、QAM或者其它這種調(diào)制方案來根據(jù)源數(shù)據(jù)生成的。
在塊208，變換器110把一個或多個數(shù)據(jù)符號變換為包括一個或多個OFDM符號的幀。變換器110是傅里葉逆變換器，比如IDFT或者IFFT，其用于把處于頻域內(nèi)的數(shù)據(jù)符號變換為時域中的OFDM符號。在示例性的實(shí)施例中，變換器110每次把N個數(shù)據(jù)符號變換為OFDM符號的幀，其中N是系統(tǒng)中的子載波數(shù)目。
在塊210，反轉(zhuǎn)器112響應(yīng)于由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器114生成的隨機(jī)或者偽隨機(jī)數(shù)序列而有選擇地反轉(zhuǎn)包括一個或多個OFDM符號的幀。在示例性的實(shí)施例中，反轉(zhuǎn)器112響應(yīng)于隨機(jī)或者偽隨機(jī)數(shù)序列的單獨(dú)位來有選擇地反轉(zhuǎn)OFDM符號的整個幀。在可替代的示例性實(shí)施例中，所述反轉(zhuǎn)器112響應(yīng)于偽隨機(jī)數(shù)序列的信號位而有選擇地反轉(zhuǎn)幀內(nèi)的一個或多個OFDM符號。
在塊212，寬帶發(fā)射器116把被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀調(diào)制到寬帶信號的寬帶脈沖上，比如UWB信號的UWB脈沖上。在示例性的實(shí)施例中，OFDM符號的幀被調(diào)制到至少部分寬帶信號內(nèi)的寬帶脈沖上。例如，所述數(shù)據(jù)符號可以被調(diào)制到整個寬帶信號上或者多帶寬帶信號的子帶的寬帶脈沖上。
在塊214，發(fā)射器102從天線118發(fā)射利用被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀調(diào)制的寬帶信號。
圖3描述了依照本發(fā)明的用于處理接收寬帶信號的示例性步驟的流程圖300。將參考圖1的組件來描述流程圖300的步驟。在塊302，接收裝置104內(nèi)的寬帶接收器120經(jīng)由天線122來接收攜帶被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀的發(fā)射寬帶信號，并且在塊304，所述寬帶接收器120解調(diào)所述寬帶信號，以便恢復(fù)時域中的被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀。
在塊306，反轉(zhuǎn)器-1128通過有選擇地反轉(zhuǎn)OFDM符號的幀來對由反轉(zhuǎn)器108引入的反轉(zhuǎn)進(jìn)行逆轉(zhuǎn)。在示例性的實(shí)施例中，所述幀響應(yīng)于由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器130生成的偽隨機(jī)數(shù)序列而被有選擇地反轉(zhuǎn)，以便恢復(fù)OFDM符號的原始幀。所述隨機(jī)數(shù)發(fā)生器130可以由同步器126來同步。在可替代的示例性實(shí)施例中，其中OFDM符號的整個幀被有選擇地反轉(zhuǎn)，那么可以響應(yīng)于由同步器126在相關(guān)性功能期間識別的最小和最大值而有選擇地反轉(zhuǎn)所述幀，并且由此可以省略隨機(jī)數(shù)發(fā)生器130。
在塊308，變換器132把時域中的OFDM符號的幀變換為頻域中的一個或多個數(shù)據(jù)符號。在塊310，解映射器134響應(yīng)于一個或多個數(shù)據(jù)符號來生成源數(shù)據(jù)。在示例性的實(shí)施例中，所述源數(shù)據(jù)是通過反轉(zhuǎn)由映射器108使用的BPSK、QPSK、QAM或者其它這種調(diào)制方案來根據(jù)數(shù)據(jù)符號生成的。在塊312，可選解擾器136反轉(zhuǎn)由可選擾頻器106引入的擾頻，以便導(dǎo)出原始的源數(shù)據(jù)。在沒有對源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻的實(shí)施例中，可以省略解擾器136和塊312中的步驟。
現(xiàn)在參考圖1、2和3為如上所述的示例性通信系統(tǒng)100提供額外的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。下面的分析和模擬表明線譜(即，離散PSD分量)是多帶OFDM UWB系統(tǒng)的問題。另外，下面的分析和模擬細(xì)節(jié)示出了使用本發(fā)明可獲得的線頻譜方面的改進(jìn)。
現(xiàn)在提供對用于無線系統(tǒng)的當(dāng)前多帶OFDM UWB序列的PSD的分析，所述無線系統(tǒng)諸如是由電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)提出的IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15.3a中所提議的那些。
在多帶OFDM UWB通信系統(tǒng)中，使用數(shù)字可控信號，其在多個時鐘周期產(chǎn)生隨機(jī)傳輸。這種信號傳輸技術(shù)可以如公式1所示那樣被建模s(t)=Σn=-∞∞Re{Σk=-Ns2Ns2-1dn,k+NS2exp(j2π(fn-k+0.5T)(t-nTS))}---(1)]]>fn∈{fm∶m＝1，...，M}，nTs≤t≤nTs+T其中Ts等于符號時鐘周期或者脈沖速率，n是符號索引，Ns等于符號中的音調(diào)或者子載波的數(shù)目，t是定時，{dn，k+Ns/2}是失衡的二進(jìn)制獨(dú)立同分布(i.i.d.)隨機(jī)序列，并且{fm}是每個子帶的中心頻率。
如果使用了M個帶，并且OFDM符號在子帶上依次被發(fā)射，那么頻帶m中的載波k的波形可以如公式(2)中所示那樣來表示。
sm,k(t)=Σn=-∞∞Re{dn,k+Ns2exp(j2π(fm-k+0.5T)(t-(nM+m)TS))}---(2)]]>1≤m≤M，(nM+m)Ts≤t≤(nM+m)Ts+T如果對每個載波使用了BPSK調(diào)制，那么子帶m上的載波k的波形可以如公式3中所示那樣來表示。
Sm,k(t)=A1Σn=-∞∞an,m,kwm,k(t-(nM+m)TS)---(3)]]>其中A1是比例系數(shù)，
wm,k(t)=cos(2π(fm-k+0.5T)t)]]>，和Pr{an,m,k}={p,an,m,k=11-p,an,m,k=-1]]>對于QPSK調(diào)制而言，頻帶m上的載波k的波形可以如公式4中所示那樣來表示。
Sm,k(t)=A2Σn=-∞∞an,m,kwm,k(t-(nM+m)TS)---(4)]]>其中A2是比例系數(shù)，并且wm,k(t)∈{cos(2π(fm-k+0.5T)t)+Φl:l=1,2|Φ1-Φ2|=π/4}]]>，和Pr{an,m,k}={p,an,m,k=11-p,an,m,k=-1]]>公式3和4中的信號的PSD均包含連續(xù)分量和離散分量，這些在公式5中被分別表示出。
Scm,k(f)=1-(2p-1)2MTs|Wm,k(f)|2]]>Sdm,k(f)=(2p-1)2(MTs)2Σl=-∞∞|Wm,k(lMTs)|2δD(f-lMTs)---(5)]]>總PSD是公式5所表示的波形的兩個頻譜的疊加。
根據(jù)公式5，能夠看出所述PSD是根據(jù)四個因數(shù)確定的，即·Wm，k(f)-子帶m中的載波k的脈沖波形和發(fā)射功率；·Ts-時鐘周期或者脈沖速率；·p-an的分布；以及·M-子帶的總數(shù)。
當(dāng)p＝0.5時，因離散分量而引起的每個子帶中的線被最小化或者被去除，由此使每個子帶的PSD最小化。新的PSD可以如公式6中所示那樣被表示。
Scm,k(f)=1MTs|Wm,k(f)|2]]>
Sdm,k(f)=0-NS2≤k≤Ns2-1]]>和1≤m≤M(6)現(xiàn)在就減少多帶UWB信號的離散PSD分量的本發(fā)明的各方面提供詳細(xì)說明。根據(jù)先前對多帶UWB信號的PSD的分析，提出了有選擇性的相位逆轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))以便減少/消除因離散PSD分量引起的線頻率。
首先，生成隨機(jī)序列{bn，m，k}。所述隨機(jī)序列包括由公式7表示的均勻分布函數(shù)。
Pr{bn,m,k}=0.5,bn,m,k=10.5,bn,m,k=-1---(7)]]>其次，例如如公式8中所示對序列{an，m，k}和{bn，m，k}使用異或(XOR)運(yùn)算來將數(shù)據(jù)序列與隨機(jī)序列組合，以便產(chǎn)生新的序列{cn，m，k}。然后把新的序列{cn，m，k}用于發(fā)射。
cn，m，k＝an，m，k^bn，m，k(8)此過程減少/消除了每個子帶中UWB信號的PSD中的線(即，離散分量)，這相當(dāng)于最小化了每個子帶中的PSD。
現(xiàn)在提供模擬以便表明在沒有有選擇性的反轉(zhuǎn)的情況下，線頻譜仍是多帶OFDM系統(tǒng)的問題。所述模擬還表明應(yīng)用有選擇性的反轉(zhuǎn)抑制了線譜，并且減少了多帶OFDM UWB信號的PSD。
圖4中示出了用于模擬的配置。所述模擬使用已知的周期圖PSD估計器來利用所述模擬中使用的僅僅一個子帶計算不同UWB信號的PSD。每個OFDM符號均包含由160個采樣表示的16個載波，其包括循環(huán)前綴，其跟隨有零填充的96個采樣作為保護(hù)時間。一個幀包含256個符號。對幀執(zhí)行FFT，即，對64K采樣執(zhí)行64K點(diǎn)FFT，以評估PSD。因?yàn)閱蝹€估計通常在估計量中產(chǎn)生較大偏差，并且聯(lián)邦通信委員會(FCC)UWB規(guī)則對平均PSD設(shè)置了限制，所以使用100次運(yùn)行來平滑最終的PSD估計。
圖5至10的圖表中示出了所述模擬過程的結(jié)果，這些圖描述了PSD相對于頻率的關(guān)系，其中這些圖以大寫字母A表明使用原始數(shù)據(jù)生成的PSD，例如{an，m，k}，并且這些圖以大寫字母B表明根據(jù)本發(fā)明使用有選擇性的逆轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)來生成的PSD，例如{cn，m，k}。圖5A和5B、6A和6B以及7A和7B分別對利用BPSK調(diào)制使用多帶OFDM處理的具有特殊數(shù)據(jù)值(例如，值一(1))的0％、25％和40％的源數(shù)據(jù)提供了PSD比較。圖8A和8B、9A和9B以及10A和10B分別對利用QPSK調(diào)制使用多帶OFDM處理的具有特殊數(shù)據(jù)值(例如，值一(1))的0％、25％和40％的源數(shù)據(jù)提供了PSD比較。
這些圖表舉例說明了在現(xiàn)有的多帶OFDM UWB通信系統(tǒng)中·如果原始數(shù)據(jù){an，m，k}沒有均勻分布，那么無論使用BPSK還是QPSK，都將出現(xiàn)線頻譜500；·對原始數(shù)據(jù)執(zhí)行的選擇性相位反轉(zhuǎn)/逆轉(zhuǎn)可以消除/減少頻譜線。例如，對于圖5至7中所示的BPSK調(diào)制而言，PSD的峰值分別從約-4.8dB、-14dB和-23dB減少到約-31dB，并且對于在圖8至10中所示的QPSK調(diào)制而言，PSD峰值分別從約-7.8dB、-17dB和-26dB減少到約-34dB；并且·無論原始數(shù)據(jù)的PSD如何，處理后的數(shù)據(jù)的PSD相似，即，對于BPSK調(diào)制而言是-31dB，而對于QPSK調(diào)制而言是-34dB。
現(xiàn)在描述對IEEE 802.15.3a應(yīng)用的有選擇性的反轉(zhuǎn)，其中把有選擇性的反轉(zhuǎn)應(yīng)用于幀，并且將其稱為隨機(jī)幀逆轉(zhuǎn)(RFR)。IEEE802.15.3a標(biāo)準(zhǔn)使用IEEE 802.15.3 MAC，并且最大幀長是2K字節(jié)。假定使用了16Mbps的帶寬流，那么幀的最小脈沖重復(fù)頻率(PRF)由公式9表示。
16M/(2K*8)＝1K(9)Tf＝10-3因?yàn)門f＜＜1，所以非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)將生成離散PSD分量，由此產(chǎn)生強(qiáng)頻譜線。表4列出了在Tf＝10-3的假設(shè)下非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)對PSD貢獻(xiàn)的值，其中Pst是數(shù)據(jù)流中非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)的百分比。表4表明雖然非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)只構(gòu)成幀的較小百分比，但是其對PSD的貢獻(xiàn)由于該幀較高的PRF而不能被忽視。如果在惡劣環(huán)境下使用較小的幀長來減少幀誤碼率，那么相同百分比的非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)將生成比表4所列更強(qiáng)的譜線以及更多的PSD。
表4

RFR可以減少由未擾頻的非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)和有效負(fù)荷數(shù)據(jù)生成的離散PSD分量。為簡單起見，成幀的數(shù)據(jù)流可以如公式10所示那樣被表示。
s(t)=Σl=-∞∞Σk=lKal.kw(t-lTf-kTP)---(10)]]>其中l(wèi)和k是幀的索引值和幀內(nèi)的脈沖的索引值。
為了減少IEEE 802.15.3a系統(tǒng)中的離散PSD分量，首先，利用如公式11中所示的均勻分布函數(shù)來生成隨機(jī)序列{bn}。
Pr{bn}=0.5,bn=10.5,bn=-1---(11)]]>其次，把公式12中所示的運(yùn)算應(yīng)用于數(shù)據(jù)和隨機(jī)序列以便產(chǎn)生新的序列{cl，k}以供發(fā)射。
cl,k=al,k,bl=1-al,k,bl=-1---(12)]]>現(xiàn)在提供擾頻器模擬。圖11描述了用于模擬的配置。在所述配置中，幀速率是128幀/秒，并且一個幀包含256個符號。每個符號具有16個載波，它們來自用于原始多帶OFDM UWB系統(tǒng)的128個載波的最初16個載波。有效負(fù)荷數(shù)據(jù)對于擾頻器而言全部是“1”，并且不存在非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)。圖12A和12B中示出了模擬結(jié)果，其中圖12A描述了使用原始擾頻器(例如，具有四個基本上相關(guān)的種子的十五位線性反饋移位寄存器(參見表2))的結(jié)果，而圖12B描述了使用具有通過MATLAB rand()函數(shù)生成的四個基本上不相關(guān)的種子的十五位線性反饋移位寄存器的結(jié)果。所述結(jié)果表明具有四個新的不相關(guān)種子的擾頻器比具有四個原始相關(guān)種子的擾頻器使PSD減少了約16dB。
如圖12B所示，使用具有四個基本上不相關(guān)種子的十五位線性反饋移位寄存器仍會存在較強(qiáng)的頻譜線。這些線與線性反饋移位寄存器的相對短長度有關(guān)。為了進(jìn)一步減少這些線，可以使用更長的多項(xiàng)式發(fā)生器，例如，二十八位線性反饋移位寄存器。圖13A中示出了使用原始擾頻器、例如具有四個原始相關(guān)種子的LFSR-15實(shí)現(xiàn)的結(jié)果，而圖13B中示出了使用具有四個新的基本上不相關(guān)的種子的新28位線性反饋移位寄存器實(shí)現(xiàn)的結(jié)果。圖12B和圖13B中的結(jié)果表明使用LFSR-28使PSD額外減少了3dB。
現(xiàn)在提供附加的模擬，其中對于擾頻器而言，有效負(fù)荷數(shù)據(jù)全部是“1”，并且非有效負(fù)荷數(shù)據(jù)包括約3.1％的幀。圖14A示出了由原始擾頻器(即，具有四個基本上相關(guān)種子的LFSR-15)處理的數(shù)據(jù)的PSD，而圖14B示出了由具有四個基本上不相關(guān)種子的LFSR-15和RFR處理的數(shù)據(jù)的PSD。圖15A示出了由原始擾頻器(即，具有四個基本上不相關(guān)種子的LFSR-15)處理的數(shù)據(jù)的PSD，而圖15B示出了由使用四個基本上不相關(guān)種子的LFSR-28并且利用RFR處理的數(shù)據(jù)的PSD。所述四個基本上不相關(guān)的種子是由MATLAB rand()函數(shù)生成的。圖14B和圖15B中的結(jié)果表明新的方案比現(xiàn)有系統(tǒng)明顯減少了UWB信號的離散PSD分量，即，分別減少了約34dB和37dB。
所述模擬結(jié)果表明由于離散PSD分量引起的譜線是多帶OFDMUWB信號的一個問題。已經(jīng)描述了這樣一種方法和裝置，其用于基帶處理以便減少/消除譜線，由此減少多帶OFDM UWB信號的PSD的峰值。所述模擬結(jié)果證實(shí)了這些方法和裝置在消除多帶OFDMUWB信號PSD的離散分量方面的有效性。
雖然已經(jīng)就具體組件描述了本發(fā)明的各組件，但是應(yīng)該想到的是，一個或多個組件可以在計算機(jī)運(yùn)行的軟件中實(shí)現(xiàn)。在此實(shí)施例中，各種組件的一個或多個功能可以在用于控制計算機(jī)的軟件中實(shí)現(xiàn)。這種軟件可以被嵌入在計算機(jī)可讀載體中，所述計算機(jī)可讀載體例如是磁盤或光盤、存儲卡或音頻、無線電頻率或光學(xué)載波。計算機(jī)可以是通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C(jī)、專用集成電路(ASIC)、狀態(tài)機(jī)或者基本上能夠如此處所述那樣處理信號的任何裝置。
此外，雖然參考特定的實(shí)施例圖示并且描述了本發(fā)明，但是這不意味著把本發(fā)明限制為所示出的細(xì)節(jié)。相反，在不脫離本發(fā)明的情況下，可以在細(xì)節(jié)方面做出各種修改，這些修改都在權(quán)利要求書的等效范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于處理在寬帶信號上傳輸?shù)脑磾?shù)據(jù)以便使所述寬帶信號具有減少的離散功率譜密度(PSD)分量的方法，所述寬帶信號包括寬帶信號脈沖，所述方法包括如下步驟響應(yīng)于所述源數(shù)據(jù)而生成數(shù)據(jù)符號；將一個或多個所述數(shù)據(jù)符號變換為包括一個或多個正交頻分復(fù)用(OFDM)符號的幀；響應(yīng)于隨機(jī)數(shù)據(jù)序列來有選擇地反轉(zhuǎn)所述OFDM符號的幀；以及利用所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀來調(diào)制所述寬帶信號的寬帶信號脈沖。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述源數(shù)據(jù)包括多個位并且所述生成步驟包括如下步驟使用(i)二進(jìn)制相移鍵控和(ii)正交相移鍵控中之一來將所述源數(shù)據(jù)的多個位映射至所述數(shù)據(jù)符號。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)符號處于頻域，并且其中所述變換步驟包括如下步驟將所述一個或多個數(shù)據(jù)符號從頻域變換到時域，以產(chǎn)生包括所述OFDM符號的所述幀。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟在所述生成步驟之前對所述源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述擾頻步驟包括如下步驟使用利用基本上不相關(guān)的種子初始化的線性反饋方案來對所述源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述有選擇地反轉(zhuǎn)步驟包括如下步驟響應(yīng)于所述隨機(jī)數(shù)據(jù)序列，有選擇地反轉(zhuǎn)所述幀內(nèi)一個或多個單獨(dú)OFDM符號。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述寬帶信號是超寬帶信號，其包括超寬帶信號脈沖，并且其中所述調(diào)制步驟包括如下步驟利用所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀來調(diào)制所述超寬帶信號的超寬帶信號脈沖。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述寬帶信號是多帶寬帶信號，其包括寬帶信號脈沖，并且其中所述調(diào)制步驟包括如下步驟利用所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀來調(diào)制與所述多帶寬帶信號的至少一個子帶對應(yīng)的所述寬帶信號脈沖。
9.一種用于處理在寬帶信號上傳輸?shù)脑磾?shù)據(jù)以便使所述寬帶信號具有減少離散功率譜密度(PSD)分量的裝置，所述寬帶信號包括寬帶信號脈沖，所述裝置包括映射器，用于響應(yīng)于所述源數(shù)據(jù)而生成數(shù)據(jù)符號；變換器，其耦合至所述映射器，所述變換器用于將一個或多個數(shù)據(jù)符號變換為包括一個或多個正交頻分復(fù)用(OFDM)符號的幀；反轉(zhuǎn)器，其耦合至所述變換器，所述反轉(zhuǎn)器用于有選擇地反轉(zhuǎn)所述OFDM符號的幀；以及寬帶發(fā)射器，其耦合至所述反轉(zhuǎn)器，所述寬帶發(fā)射器用于利用被有選擇地反轉(zhuǎn)的所述OFDM符號的幀來調(diào)制所述寬帶信號的寬帶信號脈沖。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，還包括擾頻器，其耦合至所述映射器，所述擾頻器用于在將所述源數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù)符號之前，對所述源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述擾頻器包括線性反饋移位寄存器，用于使用種子值來進(jìn)行初始化；以及存儲器，其耦合至所述線性反饋移位寄存器，所述存儲器包括用于初始化所述線性反饋移位寄存器的種子值的集合，其中所述種子值彼此之間基本上不相關(guān)。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述寬帶發(fā)射器是多帶寬帶發(fā)射器。
13.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述寬帶發(fā)射器是超寬帶發(fā)射器。
14.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)符號處于頻域中，并且所述變換器用于將所述數(shù)據(jù)符號從頻域變換為時域中的所述OFDM符號的幀。
15.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述反轉(zhuǎn)器用于有選擇地反轉(zhuǎn)所述幀內(nèi)一個或多個單獨(dú)OFDM符號。
16.一種用于處理具有減少的離散功率譜密度(PSD)分量的接收寬帶信號以恢復(fù)源數(shù)據(jù)的方法，所述寬帶信號包括使用隨機(jī)數(shù)據(jù)序列反轉(zhuǎn)的有選擇反轉(zhuǎn)的幀，所述幀包括一個或多個正交頻分復(fù)用(OFDM)符號，所述方法包括如下步驟解調(diào)所述寬帶信號以恢復(fù)所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀；響應(yīng)于所述隨機(jī)數(shù)據(jù)序列來有選擇地反轉(zhuǎn)所述幀，以恢復(fù)OFDM符號的原始幀；將所述OFDM符號的原始幀變換為一個或多個數(shù)據(jù)符號；并且響應(yīng)于所述一個或多個數(shù)據(jù)符號來生成所述源數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述原始幀處于時域中，并且其中所述變換步驟包括如下步驟將所述OFDM符號的原始幀從時域變換到頻域，以產(chǎn)生所述一個或多個數(shù)據(jù)符號。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述源數(shù)據(jù)被擾頻，并且其中所述方法包括如下步驟對所述源數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述寬帶信號是超寬帶信號，并且其中所述解調(diào)步驟包括如下步驟解調(diào)所述超寬帶信號以恢復(fù)所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述寬帶信號是多帶寬帶信號，并且其中所述調(diào)制步驟包括如下步驟解調(diào)所述多帶寬帶信號以恢復(fù)所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀。
21.一種用于處理具有減少的離散功率譜密度(PSD)分量的接收寬帶信號以恢復(fù)源數(shù)據(jù)的裝置，所述寬帶信號包括使用隨機(jī)數(shù)據(jù)序列反轉(zhuǎn)的有選擇地反轉(zhuǎn)的幀，所述幀包括一個或多個正交頻分復(fù)用(OFDM)符號，所述裝置包括寬帶接收器，用于解調(diào)所述寬帶信號以恢復(fù)所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀；反轉(zhuǎn)器，其耦合至所述寬帶接收器，所述反轉(zhuǎn)器用于使用所述隨機(jī)數(shù)據(jù)序列來有選擇地反轉(zhuǎn)所述恢復(fù)的被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀，以恢復(fù)所述OFDM符號的原始幀；變換器，其耦合至所述反轉(zhuǎn)器，所述變換器用于將所述OFDM符號的原始幀變換為一個或多個數(shù)據(jù)符號；以及映射器，其耦合至所述變換器，所述映射器用于響應(yīng)于所述一個或多個數(shù)據(jù)符號來生成所述源數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述源數(shù)據(jù)被擾頻，并且其中所述裝置還包括解擾器，其耦合至所述映射器，所述解擾器用于對所述源數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述寬帶接收器是多帶寬帶接收器。
24.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述寬帶接收器是超寬帶接收器。
25.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述原始幀處于時域中，并且所述變換器用于將所述OFDM符號的原始幀從時域變換為頻域中的所述一個或多個數(shù)據(jù)符號。
26.一種用于處理在寬帶信號上傳輸?shù)脑磾?shù)據(jù)以便使所述寬帶信號具有減少的離散功率譜密度(PSD)分量的系統(tǒng)，所述寬帶信號包括寬帶信號脈沖，所述系統(tǒng)包括用于響應(yīng)于所述源數(shù)據(jù)而生成數(shù)據(jù)符號的裝置；用于將一個或多個所述數(shù)據(jù)符號變換為包括一個或多個正交頻分復(fù)用(OFDM)符號的幀的裝置；用于響應(yīng)于隨機(jī)數(shù)據(jù)序列來有選擇地反轉(zhuǎn)所述OFDM符號的幀的裝置；以及用于利用所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀來調(diào)制所述寬帶信號的寬帶信號脈沖的裝置。
27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，還包括用于在生成步驟之前對所述源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻的裝置。
28.一種包括軟件的計算機(jī)可讀載體，用于控制計算機(jī)執(zhí)行嵌入在計算機(jī)可讀介質(zhì)中的寬帶信號處理方法，以處理在所述寬帶信號上傳輸?shù)脑磾?shù)據(jù)以便使所述寬帶信號具有減少的離散功率譜密度(PSD)分量，所述寬帶信號包括寬帶信號脈沖，所述處理方法包括如下步驟響應(yīng)于所述源數(shù)據(jù)而生成數(shù)據(jù)符號；將一個或多個所述數(shù)據(jù)符號變換為包括一個或多個正交頻分復(fù)用(OFDM)符號的幀；響應(yīng)于隨機(jī)數(shù)據(jù)序列來有選擇地反轉(zhuǎn)所述OFDM符號的幀；并且利用所述被有選擇地反轉(zhuǎn)的OFDM符號的幀來調(diào)制所述寬帶信號的寬帶信號脈沖。
29.如權(quán)利要求28所述的計算機(jī)可讀載體，其中，通過計算機(jī)執(zhí)行的方法還包括如下步驟在生成步驟之前對所述源數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。
全文摘要
公開了用于生成并且處理具有減少的離散功率譜密度(PSD)分量的寬帶信號的方法和裝置。通過響應(yīng)用于發(fā)射的數(shù)據(jù)來生成數(shù)據(jù)符號，將一個或多個所述數(shù)據(jù)符號變換為包括一個或多個正交頻分復(fù)用(OFDM)符號的幀，響應(yīng)于偽隨機(jī)數(shù)據(jù)序列來有選擇地反轉(zhuǎn)所述幀，并且利用被有選擇地反轉(zhuǎn)的幀來調(diào)制寬帶信號的寬帶信號脈沖，由此來獲得具有減少的離散PSD分量的寬帶信號。
文檔編號H04B1/69GK1939019SQ200580010201
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者莫少敏, 迪韋蒂普·西克里, 亞歷山大·D·格爾曼, 亞歷山大·M·哈伊莫維奇 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社