专利名称：提升位传输率的方法与装置、以及使用其的无线通讯系统的制作方法
技术领域：
本发明有关展频通讯技术，特别是有关于一种提升位传输率的方法与装置、以及使用其的无线通讯系统。
背景技术：
展频(Spread Spectrum)通讯系统是将所需传送的信号在某一频宽予以展开，此经展开的频宽是较实际传送信息所需频宽大。展频技术已广泛应用于各种军用或商用的无线通讯系统，诸如全球定位系统(Global Positioning System)、IS2000移动通讯系统、以及以IEEE802.15.4标准为基础的各种应用等。采用展频通讯技术有许多优点一、展频系统因展开增益(spreading gain)之故，较不受杂讯干扰；二、展频系统较不受多路径衰减(multipath fading)的影响；三、展频系统较为安全。
展频通讯系统所采用的展开码(spreading code)具有自动相关(auto-correlation)与交互相关(cross-correlation)的特性，故于杂讯环境之下，展开码间可以获致有效地差异化。理想的展开码之间呈正交(orthogonal)，意即两个不同的展开码间的交互相关是零。
IEEE802.15.4标准是采用展频通讯技术，所需传送的数据串流(stream)是将一个或多个位区分成一组符号(symbol)，符码经编码成为若干假杂讯(pseudonoise，简以PN)展开码，抑或称为展频位s。根据IEEE802.15.4标准，当于2.4GHz的射频频段下操作时，发射端会将每一符码(四位数据)转换为32个展频位s，此等展频位s是交替地为做为I通道(I-channel)和Q通道(Q-channel)数据，即如图1的符码-对-展频位对应表所示；当于915/868MHz的射频频段下操作时，发射端则将每一符码(一位数据)转换为15个展频位s，同样地，此等展频位s是交替地为做为I通道(I-channel)和Q通道(Q-channel)数据，即如图2的符码-对-展频位对应表所示所示。IEEE802.15.4标准中，在2.4GHz频段是采用半正弦脉冲(half-sine pulse)波形进行传输，而915/868MHz频段是采用上升余弦脉冲(raised-cosine pulse)波形进行传输。
半正弦脉波波形即如图3所示，其中左半正弦波形代表逻辑1的展频位，右半正弦波形代表逻辑0的展频位。当以IEEE802.15.4为基础的系统在位传输率(bitrate)为250Kbps下进行操作，相当于展频位率为1MHz时，则每一展频位的周期即为1μsec。在接收端若以20MHz的频率对所接收的信号进行取样，则针对每一个展频位即能产生20个取样数据(samples)，即如图4所示。
发明内容
因此，本发明的目的，即在提供一种提升位传输率的方法与装置、以及使用其的无线通讯系统，以利通讯系统得以较高速率进行传输。
为获致本发明的目的，可通过提供一种提升位传输率的方法，应用于一无线通讯系统中，该方法包括下列步骤将一位数据转换为一符码数据；将该符码数据转换为多个展频位数据，其中每一该展频位数据的周期小于1μsec；以及将这些展频位数据调变成为一射频信号输出。
本发明还提供一种提升位传输率的方法，应用于一无线通讯系统中，该方法包括下列步骤接收一射频信号；解调该射频信号成为多个展频位数据，其中每一该展频位数据的周期小于1μsec；将这些展频位数据转换为一符码数据；以及将该符码数据转换为一位数据。
本发明又提供一种提升位传输率的方法，应用于一无线通讯系统中，该方法包括下列步骤将一位数据转换为一符码数据；将该符码数据转换为N个展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；以及将这些展频位数据调变成为一射频信号输出。
本发明再提供一种提升位传输率的方法，应用于一无线通讯系统中，该方法包括下列步骤接收一射频信号；解调该射频信号成为N个展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；将这些展频位数据转换为一符码数据；以及将该符码数据转换为一位数据。
本发明再又提供一种提升位传输率的装置，应用于一无线通讯系统中，该装置包括一第一转换器，将一位数据转换为一符码数据一第二转换器，将该符码数据转换为多个展频位数据，其中每一该展频位数据的周期小于1μsec；以及一第三转换器，将这些展频位数据调变成为一射频信号输出。
本发明更一种提升位传输率的装置，应用于一无线通讯系统中，该装置包括一第一转换器，接收一射频信号后，解调该射频信号成为多个展频位数据，其中每一该展频位数据的周期小于1μsec；一第二转换器，将这些展频位数据转换为一符码数据；以及一第三转换器，将该符码数据转换为一位数据。
本发明另提供一种提升位传输率的装置，应用于一无线通讯系统中，该装置包括一第一转换器，将一位数据转换为一符码数据；一第二转换器，将该符码数据转换为N个展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；以及一第三转换器，将这些展频位数据调变成为一射频信号输出。
本发明又提供一种提升位传输率的装置，应用于一无线通讯系统中，该装置包括下列步骤一第一转换器，接收一射频信号，解调该射频信号成为N个展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；一第二转换器，将这些展频位数据转换为一符码数据；以及一第三转换器，将该符码数据转换为一位数据。
本发明还可提供一种提升位传输率的无线通讯系统，包括一发射端，包括一第一转换器，将一位数据转换为一符码数据；一第二转换器，将该符码数据转换为多个展频位数据，其中每一该展频位数据的周期小于1μsec；以及一第三转换器，将这些展频位数据调变成为一射频信号输出；一接收端，包括一第四转换器，接收该射频信号后，转换该射频信号成为多个接收后展频位数据，其中每一该接收后展频位数据的周期小于1μsec；一第五转换器，将这些展频位数据转换为一接收后符码数据；以及一第六转换器，将该接收符码数据转换为一接收后位数据。
本发明又可提供一种提升位传输率的无线通讯系统，包括一发射端，包括一第一转换器，将一位数据转换为一符码数据；一第二转换器，将该符码数据转换为N个展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；以及一第三转换器，将这些展频位数据调变成为一射频信号输出；一接收端，包括一第四转换器，接收该射频信号，转换该射频信号成为N个接收后展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；一第五转换器，将这些接收后展频位数据转换为一接收后符码数据；以及一第六转换器，将该接收后符码数据转换为一接收后位数据。
图1是显示现有IEEE802.15.4标准在2.4GHz频段下的符码-对-展频位对应表；图2是显示现有IEEE802.15.4标准在868/915MHz频段下的符码-对-展频位对应表；图3是显示现有半正弦波形示意图；图4是显示现有半正弦波形取样示意图；图5是显示根据本发明一较佳实施例发射端的方块示意图；图6是显示本发明与现有正弦波形比较示意图；图7是显示根据本发明一较佳实施例接收端的方块示意图；图8是显示本发明与现有正弦波形取样比较示意图；图9是显示根据本发明另一较佳实施例发射端的方块示意图；图10是显示根据本发明另一较佳实施例接收端的方块示意图；图11是显示根据本发明在2.4GHz频段下的符码-对-展频位对应表；以及图12是显示根据本发明在868/915MHz频段下的符码-对-展频位对应表。
具体实施例方式
根据本发明，即在于提升位传输率，现举若干实施例如下。
请参照图5，所示为根据本发明提升位传输率装置一较佳实施例发射端的方块示意图。如图5所示，此发射端5包括位至符码转换器51、符码至展频位转换器53、I/Q波形整形器(I/Q shaper))55、混波器(mixer)57等。其中，位至符码转换器51是用以将位数据50转换为符码数据52，而符码至展频位转换器53是用以将符码数据52转换为展频位数据54。而I/Q波形整形器(I/Q shaper)55是对展频位数据54进行I通道和Q通道波形整形后，产生基频信号56输出至混波器(mixer)57，再由混波器57将基频信号56与载波信号58混波后，产生射频信号59输出。以2.4GHz频段为例，载波信号58即频率为2.4GHz的载波信号。
本例中，为能提升位传输率，是通过提升展频位率为的。如图5所示，符码数据52经过符码至展频位转换器53转换后，其所具有的展频位率大于1MHz，换言之，每一展频位的周期小于1μsec。假若以2.4GHz频段为例，展频位数据54即以半正弦波形进行传输，经过图5实施例处理后的展频位数据54的周期减少至0.4μsec，换言之，其相对应的展频位率提升为2.5MHz，则经过I/Q整形器55处理所输出的基频信号56的波形即如图6右半部所示，左半部是显示现有装置展频位波形图，其作为比较之用。
请参照图7，所示为根据本发明提升位传输率装置一较佳实施例接收端的方块示意图。如图7所示，此发射端7包括降频器(down-converter)71、滤波器(filter)73、差动解调器(differential demodula对r)75、以及符码检测器77等。其中，降频器(down-converter)71是用以将所接收的射频信号70转换为基频信号72，可以包含将射频转换为中频信号与中频信号转换为基频信号等降频器。滤波器(filter)73是用以处理基频信号72转换为展频位数据74，若针对正弦波形脉冲数据，则此滤波器73即为正弦波形滤波器，由于所接收数据的展频位率已经提升，故此滤波器73的滤波系数(filtercoefficients)必须针对所提升的展频位率而有所变更，以增加频宽让提升的宽频信号通过。接着，由差动解调器75是用以将展频位数据转换为符码数据76，此差动解调器75是产生相位差序列，通常用于相位式调变中同步讯号的寻找，如QPSK、O-QPSK、M-ary PSK等等。然后，通过符码检测器77将符码数据76转换为位数据78，供后续做进一步处理。
本例中，提升位传输率的方式是通过提升展频位率为的。如图7所示，由于所接收数据的展频位率已经提升，故滤波器73的滤波系数(filtercoefficients)必须针对所提升的展频位率而有所变更，以增加频宽让提升的宽频信号通过。再者，滤波器73所产生的展频位数据74其所具有的展频位率大于1MHz，换言之，每一展频位的周期已小于1μsec，若差动解调器75仍以现有取样频率进行取样，则所取样数据数将会减少。假若以2.4GHz频段为例，展频位数据74周期减少为0.4μsec，换言之，其相对应的展频位率提升为2.5MHz，则经过差动解调器75以20MHz取样信号取样处理后的取样数据数将减少为8个，即如图8的右半部所示，左半部是显示现有装置展频位波形经取样处理后的取样数据数为20个，其作为比较之用。
请参照图9，所视为根据本发明提升位传输率装置另一较佳实施例发射端的方块示意图。如图9所示，此发射端9包括位至符码转换器91、符码至展频位转换器93、I/Q波形整形器(I/Q shaper))95、混波器(mixer)97等。其中，位至符码转换器91是用以将位数据90转换为符码数据92，而符码至展频位转换器93是用以将符码数据92转换为展频位数据94。而I/Q波形整形器(I/Q shaper)95是对展频位数据94进行I通道和Q通道波形整形后，产生基频信号96输出至混波器(mixer)97，再由混波器97将基频信号96与载波信号98混波后，产生射频信号99输出。以2.4GHz频段为例，载波信号98即频率为2.4GHz的载波信号。
本例中，为能提升位传输率，是通过减少每一符码所对应的展频位数量予以实现。如图9所示，符码数据92经过符码至展频位转换器93转换后，其所具有的展频位数量较现有者少，换言之，以2.4GHz频段为例，经过符码至展频位转换器93转换后，对应于每一符码对应的展频位数据94的展频位数量少于32个，图11所示对应表即将每一符码所对应的展频位数量减少为16个，为此中的一例；以915/868MHz频段为例，经过符码至展频位转换器93转换后，对应于每一符码对应的展频位数据94的展频位数量少于15个，图12所示对应表即将每一符码所对应的展频位数量减少为8个，为此中的一例。因此，符码至展频位转换器93需根据符码与展频位的对应关系，将符码数据92转换为展频位数据94，而图11与图12所示的对应表即为各种对应关系中的一例。
请参照图10，所示为根据本发明提升位传输率装置另一较佳实施例接收端的方块示意图。如图10所示，此发射端10包括降频器(down-converter)101、滤波器(filter)103、差动解调器(differential demodula对r)105、以及符码检测器107等。其中，降频器(down-converter)101是用以将所接收的射频信号100转换为基频信号102，可以包含将射频转换为中频信号与中频信号转换为基频信号等降频器。滤波器(filter)103是用以处理基频信号72转换为展频位数据104，若针对正弦波形脉冲数据，则此滤波器73即为正弦波形滤波器。接着，由差动解调器105是用以将展频位数据转换为符码数据106，此差动解调器75是产生相位差序列，通常用于相位式调变中同步讯号的寻找，如QPSK、O-QPSK、M-ary PSK等等。然后，通过符码检测器107将符码数据106转换为位数据108，供后续做进一步处理。
本例中，提升位传输率的方式是通过减少每一符码所对应的展频位数量予以实现。如图10所示，由于所接收数据中每一符码所对应的展频位数量已经减少，因此，符码检测器107需根据符码与展频位的对应关系，将符码数据106转换为位数据108，而图11与图12所示的对应表即为各种对应关系中的一例。
据此，传输端与接收端之间的传输位率得以提升，以具有经济效益的方式获致在无线通讯与保全方面的运用。
权利要求
1.一种提升位传输率的方法，应用于一无线通讯系统中，该方法包括下列步骤将一位数据转换为一符码数据；将该符码数据转换为多个展频位数据，其中每一该展频位数据的周期小于1μsec；以及将这些展频位数据调变成为一射频信号输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括将这些展频位数据与一载波信号混波成为该射频信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于该载波信号具有2.4GHz的频率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于这些展频位数据具有半正弦波形。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于该载波信号具有868/915MHz的频率。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于这些展频位数据具有上升余弦波形。
7.一种提升位传输率的方法，应用于一无线通讯系统中，该方法包括下列步骤接收一射频信号；解调该射频信号成为多个展频位数据，其中每一该展频位数据的周期小于1μsec；将这些展频位数据转换为一符码数据；以及将该符码数据转换为一位数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于该射频信号具有2.4GHz的载波频率。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于这些展频位数据具有半正弦波形。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于该射频信号具有868/915MHz的载波频率。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于这些展频位数据具有上升余弦波形。
12.一种提升位传输率的方法，应用于一无线通讯系统中，该方法包括下列步骤将一位数据转换为一符码数据；将该符码数据转换为N个展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；以及将这些展频位数据调变成为一射频信号输出。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括将这些展频位数据与一载波信号混波成为该射频信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于该第一频段与该载波信号具有2.4GHz的频率。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于这些展频位数据具有半正弦波形。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于该第二频段与该载波信号具有868/915MHz的频率。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于这些展频位数据具有上升余弦波形。
18.一种提升位传输率的方法，应用于一无线通讯系统中，该方法包括下列步骤接收一射频信号；解调该射频信号成为N个展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；将这些展频位数据转换为一符码数据；以及将该符码数据转换为一位数据。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于该第一频段该射频信号具有2.4GHz的载波频率。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于这些展频位数据具有半正弦波形。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于该第二频段与该射频信号具有868/915MHz的载波频率。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于这些展频位数据具有上升余弦波形。
23.一种提升位传输率的装置，应用于一无线通讯系统中，该装置包括一第一转换器，将一位数据转换为一符码数据一第二转换器，将该符码数据转换为多个展频位数据，其中每一该展频位数据的周期小于1μsec；以及一第三转换器，将这些展频位数据调变成为一射频信号输出。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于该第三转换器将这些展频位数据与一载波信号混波成为该射频信号。
25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于该载波信号具有2.4GHz的频率。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于这些展频位数据具有半正弦波形。
27.根据权利要求24所述的装置，其特征在于该载波信号具有868/915MHz的频率。
28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于这些展频位数据具有上升余弦波形。
29.一种提升位传输率的装置，应用于一无线通讯系统中，该装置包括一第一转换器，接收一射频信号后，解调该射频信号成为多个展频位数据，其中每一该展频位数据的周期小于1μsec；一第二转换器，将这些展频位数据转换为一符码数据；以及一第三转换器，将该符码数据转换为一位数据。
30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于该射频信号具有2.4GHz的载波频率。
31.根据权利要求30所述的装置，其特征在于这些展频位数据具有半正弦波形。
32.根据权利要求29所述的装置，其特征在于该射频信号具有868/915MHz的载波频率。
33.根据权利要求32所述的装置，其特征在于这些展频位数据具有上升余弦波形。
34.一种提升位传输率的装置，应用于一无线通讯系统中，该装置包括一第一转换器，将一位数据转换为一符码数据；一第二转换器，将该符码数据转换为N个展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；以及一第三转换器，将这些展频位数据调变成为一射频信号输出。
35.根据权利要求34所述的装置，其特征在于该第三转换器将这些展频位数据与一载波信号混波成为该射频信号。
36.根据权利要求35所述的装置，其特征在于该第一频段与该载波信号具有2.4GHz的频率。
37.根据权利要求36所述的装置，其特征在于这些展频位数据具有半正弦波形。
38.根据权利要求35所述的装置，其特征在于该第二频段与该载波信号具有868/915MHz的频率。
39.根据权利要求38所述的装置，其特征在于这些展频位数据具有上升余弦波形。
40.一种提升位传输率的装置，应用于一无线通讯系统中，该装置包括下列步骤一第一转换器，接收一射频信号，解调该射频信号成为N个展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；一第二转换器，将这些展频位数据转换为一符码数据；以及一第三转换器，将该符码数据转换为一位数据。
41.根据权利要求40所述的装置，其特征在于该第一频段该射频信号具有2.4GHz的载波频率。
42.根据权利要求41所述的装置，其特征在于这些展频位数据具有半正弦波形。
43.根据权利要求40所述的装置，其特征在于该第二频段与该射频信号具有868/915MHz的载波频率。
44.根据权利要求43所述的装置，其特征在于这些展频位数据具有上升余弦波形。
45.一种提升位传输率的无线通讯系统，包括一发射端，包括一第一转换器，将一位数据转换为一符码数据；一第二转换器，将该符码数据转换为多个展频位数据，其中每一该展频位数据的周期小于1μsec；以及一第三转换器，将这些展频位数据调变成为一射频信号输出；一接收端，包括一第四转换器，接收该射频信号后，转换该射频信号成为多个接收后展频位数据，其中每一该接收后展频位数据的周期小于1μsec；一第五转换器，将这些展频位数据转换为一接收后符码数据；以及一第六转换器，将该接收符码数据转换为一接收后位数据。
46.根据权利要求45所述的无线通讯系统，其特征在于该第三转换器将这些展频位数据与一载波信号混波成为该射频信号。
47.根据权利要求46所述的装置，其特征在于该载波信号具有2.4GHz的频率。
48.根据权利要求47所述的无线通讯系统，其特征在于这些展频位数据具有半正弦波形。
49.根据权利要求46所述的无线通讯系统，其特征在于该载波信号具有868/915MHz的频率。
50.根据权利要求49所述的无线通讯系统，其特征在于这些展频位数据具有上升余弦波形。
51.一种提升位传输率的无线通讯系统，包括一发射端，包括一第一转换器，将一位数据转换为一符码数据；一第二转换器，将该符码数据转换为N个展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；以及一第三转换器，将这些展频位数据调变成为一射频信号输出；一接收端，包括一第四转换器，接收该射频信号，转换该射频信号成为N个接收后展频位数据，在第一频段下，N小于32；在第二频段下，N小于15；一第五转换器，将这些接收后展频位数据转换为一接收后符码数据；以及一第六转换器，将该接收后符码数据转换为一接收后位数据。
52.根据权利要求51所述的无线通讯系统，其特征在于该第三转换器将这些展频位数据与一载波信号混波成为该射频信号。
53.根据权利要求52所述的无线通讯系统，其特征在于该第一频段与该载波信号具有2.4GHz的频率。
54.根据权利要求53所述的无线通讯系统，其特征在于这些展频位数据具有半正弦波形。
55.根据权利要求52所述的无线通讯系统，其特征在于该第二频段与该载波信号具有868/915MHz的频率。
56.根据权利要求55所述的无线通讯系统，其特征在于这些展频位数据具有上升余弦波形。
全文摘要
一种提升位传输率的方法与装置、以及使用其的无线通讯系统。根据本发明，是以提升展频位率(chip rate)与减少每一符码所对应的展频位数量等两种方式来实现提升位传输率，据此，即可以提升无线通讯系统的位传输率，以成较为经济方式，以利于无线通讯系统或保全系统的应用。
文档编号H04J13/02GK101043286SQ20071008771
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月7日 优先权日2006年3月7日
发明者简鸿程, 吕逸群, 侯思玮 申请人:达盛电子股份有限公司