一种无线体域网重复码解扩频系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种无线体域网重复码解扩频 系统和方法。
【背景技术】
[0002] 无线体域网（WirelessBodyAreaNetworks,WBAN，以下简称WBAN)以无线通信的 方式将布设在体表以及植入人体的体征检测/监测传感器的发送信息进行收集，对人体体 征信息进行长期的、移动的、便携的监测，为移动医疗提供了重要的无线通信解决方案。为 抵抗噪声较大的场景（如人体的移动，突发电磁干扰等），满足突发预警等重要信息的传输 需求，高QoS保障变得非常关键，例如心电数据传输的误码率需求小于10 '因此高可靠性 传输给无线体域网通信提出了较高的要求。
[0003] 扩频技术作为无线通信抗干扰能力的一项重要技术，在不同的系统中被广泛采 用。如UWB系统、水声通信系统、CDM系统以及OFDM系统都有国内外学者对扩频通信技 术的相关研究。常见的扩频方式包括直接序列扩频（DSSS，以下简称DSSS)，并行组合扩频 (PCSS)和跳频扩频等方式。近年来一些新的扩频技术如循环移位扩频、M元扩频，正交M元 扩频、多载波扩频和M元码元移位键控扩频等，都在一定程度上保证抗噪声能力的同时提 高了通信速率。并行组合扩频需要的硬件资源开销较大，运算量较多，同时由于WBAN属于 单载波通信系统，因此在资源受限的WBAN窄带物理层设计中，为保证较低比特速率下重要 信息（如前导和帧头等数据）的正确性，标准采用了重复码扩频、交织和加扰三个分立模块 级联实现DSSS。在标准中，扩频之前采用BCH信道编码提高数据纠错能力，因此为减少额外 的编译码电路，降低实现的复杂度，扩频方案没有采用线性分组码或者卷积码编码器来提 高编码增益，而仅仅采用只有处理增益无编码增益的重复码扩频方式。另外，在/2-DBPSK 调制方式下重复码扩频也使得解调判决变得简单。
[0004] 在WBAN数字基带收发信机的设计中，常规的硬判决解扩频系统的结构图如图1所 示，包括：解调硬判决模块11、解扰模块12、解交织模块13以及解扩频硬判决模块14,如果 使用常规的硬判决解扩频方法，解扰、解交织和解扩频过程均在解调硬判决变为比特信息 之后，其缺点是会丢失大部分重要的解调信息，扩频的作用不明显，可靠性较差；常规的软 判决解扩频系统的结构图如图2所示，包括：存储解调软信息量度模块S21、解扰量度运算 模块22、解交织量度位置映射模块23以及软判决扩频模块24,若采用常规的软判决解扩频 方法，由于在发射机端重复码扩频和交织、加扰信号处理模块为分立级联结构，因此在接收 机端，不仅要量化软判决量度，同时软判决量度也要参与解交织运算和解扰运算，从而进行 相关的解扩频运算。这种方式使整个解扩频流程的运算量大大增加，增加了大量功耗。
[0005] 因此，如何提供一种相对于硬判决解扩频方法可靠性高、相对于软判决解扩频方 式运算量小的决解扩频方法称为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种相对于硬判决解扩频方法可靠性高、相对于软判决解 扩频方式运算量小的无线体域网重复码解扩频系统和方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
[0008] -种无线体域网重复码解扩频系统，包括：
[0009] 解调硬判决模块，用于对由无线体域网获取的基带数据进行处理，并输出处理后 的比特数据；
[0010] 输入端与所述解调硬判决模块输出端相连的解扰模块，用于接收并对所述比特数 据进行解扰处理，输出解扰后的比特数据；
[0011] 输入端与所述解扰模块相连的解交织模块，用于对接收到的解扰后的比特数据进 行解交织处理，输出解交织后的比特数据；
[0012] 输入端与所述解交织模块输出端相连的阈值判断模块，用于从接收到的所述解交 织后的比特数据中的接收序列r中提取硬判决接收序列z，判断所述硬判决接收序列z是 否满足条件：In。-!^I< m，如果是，向软判决模块输出第一信号，否则向大数逻辑判决模块 输出第二信号，所述n。为硬判决接收序列z中0的个数，所述ni为硬判决接收序列z中1 的个数，所述m为预设整数；
[0013] 输入端与所述阈值判断模块出端相连的大数逻辑判决模块，用于在获取到所述第 二信号后，依据大数逻辑对所述硬判决接收序列z进行解扩频；
[0014] 输入端分别与所述解调硬判决模块、解扰模块、解交织模块和阈值判断模块相连 的软判决模块，用于在获取到所述第一信号后，对所述解调硬判决模块得到的可靠性量度 进行量度运算，并采用软判决算法进行解扩频。
[0015] 优选的，上述无线体域网重复码解扩频系统中，所述软判决模块包括：
[0016] 量度运算模块和软判决解扩频算法模块；
[0017] 所述量度运算模块的输入端分别与所述解调硬判决模块、解扰模块、解交织模块 和阈值判断模块相连，用于当获取到所述阈值判断模块输出的第一信号后，获取所述解调 硬判决模块存储的2F个可靠性量度、所述解扰模块存储的2F个解扰多项式序列以及所述 解交织模块中的交织函数，所述F为系统的扩频因子，依据所述解扰多项式序列和交织函 数对所述可靠性量度进行量度运算，得到采用交织函数映射后的解扰序列；
[0018] 所述软判决解扩频算法模块，用于采用软判决解扩频算法对所述交织函数映射后 的解扰序列进彳丁解扩频判决。
[0019] 优选的，上述无线体域网重复码解扩频系统中，所述软判决解扩频算法模块，具体 用于：
[0020]
，其中A为所述交织函数映射后的解扰序列中第i 个符号的可靠性值，判断所述合并值h的极性，如果所述合并值h不小于0,输出解扩频符号 判决结果为0,否则输出解扩频符号判决结果为1。
[0021] 优选的，上述无线体域网重复码解扩频系统中，所述软判决解扩频算法模块，具体 用于：
[0022] 删除交织函数映射后的解扰序列中最不可靠的X个符号，其中，所述X= H0-Ii11+1 ；
[0023] 依据剩余的交织函数映射后的解扰序列中的F-x个符号得到第二硬判决序列，依 据大数逻辑对所述第二硬判决序列进行解扩频判决。
[0024] 优选的，上述无线体域网重复码解扩频系统中，所述m为大于0小于F的正整数， 所述F为系统的扩频因子。
[0025] 一种无线体域网重复码解扩频方法，包括：
[0026] 采用解调硬判决模块对由无线体域网获取的基带数据进行处理，并输出处理后的 比特数据；
[0027] 采用解扰模块接收并对所述比特数据进行解扰处理，输出解扰后的比特数据；
[0028] 采用解交织模块对接收到的解扰后的比特数据进行解交织处理，输出解交织后的 比特数据；
[0029] 从接收到的所述解交织后的比特数据中的接收序列r中提取硬判决接收序列z;
[0030] 判断所述硬判决接收序列z是否满足条件：In。-!^I<m，其中所述n。为硬判决接 收序列z中0的个数，所述Ii1为硬判决接收序列z中1的个数，所述m为预设整数，如果是， 对所述解调硬判决模块得到的可靠性量度进行量度运算，并采用软判决算法进行解扩频， 否则依据大数逻辑对所述硬判决接收序列z进行解扩频。
[0031] 优选的，上述无线体域网重复码解扩频方法中，所述对所述解调硬判决模块得到 的可靠性量度进行量度运算，包括：