专利名称：发射方法、接收方法、发射设备、接收设备和收发设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于UWB(超宽带)通信系统的发射设备和接收设备及其
背景技术：
最近几年，UWB(超宽带)通信技术作为下一代无线通信技术引起关注。UWB通信技术是扩频类型的高速宽带通信技术，它使用具有大部分(fractional)带宽的无线波。UWB通信技术可以用于高速室内多点连接无线通信方法。
作为产生用于UWB通信的信号的方法，存在一种直接从天线发射具有短持续时间的脉冲的连续序列的方法。使用这样的连续脉冲序列的UWB通信方法称为UWB-IR(超宽带-脉冲无线)方法。连续脉冲序列以下称为重复脉冲串(train)。
作为UWB-IR方法的例子，文档1(PCT国际申请H10-508725的日文译本)公开了一种技术通过发射一系列持续时间为几纳秒的脉冲而不使用载波发射数据。该技术具有这样的特征在极宽的频带上发射具有比环境噪声电平更低的发射电平的信号；由此与使用载波的传统无线通信相比，该技术能够降低电功耗。因为使用超短脉冲，所以该技术具有这样的优点该技术使能高速通信并擅长抵抗多径干扰。
在UWB-IR方法中，信息放置在要发送的重复脉冲串上。考虑了UWB-IR方法使用重复码，因为UWB-IR为一比特的信息比特串重复地发射多个脉冲。文档2(Naotake Yamamoto和Tomoaki Otsuki；“Evaluation of Characteristics ofInternally Turbo-Coded Ultra Wideband-Impulse Radio(ITC-UWB-IR)Method(内部Turbo编码的超宽带脉冲无线(ITC-UWB-IR)方法的特性评估)”，Institute of Electronics，Information and Communication Engineers，technicalreport RCS2002-55，pp.25-30，May 2002)已经提出“内部Turbo码UWB-IR方法”作为包含纠错码代替重复码的方法。包含的纠错码被认为比重复码更强大。
图16是传统的UWB发射设备的方块图，并且详细显示文档2中公开的“内部Turbo码UWB-IR方法”的发射机部分。
如图16中所示，传统的UWB发射设备包含编码器1、串并转换器2、脉冲产生器3、并串转换器4和天线5。来自信息信号源S的信息比特串由编码器1编码为n比特串行turbo编码比特串，并且由串并转换器2转换为n比特并行编码比特串。脉冲产生器3包含n片重复脉冲产生器3_1-3_n，输入n比特并行编码比特，并且并行地输出n片脉冲串。n片脉冲串中的每片包含对应于每个编码比特已经产生的几十到几百片重复脉冲。n片脉冲串由并串转换器4并串转换，并且直接从天线5发射。
在图16中所示的传统的UWB发射设备中，当按信息比特串的一比特重复地发射总共Ns片脉冲时，n组重复脉冲产生器3_1-3_n中的每个分别产生(Ns/n)片重复脉冲。
图17是传统的UWB接收设备的方块图，并且详细显示文档2中公开的“内部Turbo码UWB-IR方法”的接收机部分。
如图17中所示，传统UWB接收设备包含天线5、脉冲波形相关器6、脉冲串积分器7、译码器8和判决电路9。对于由天线5接收的接收脉冲，在脉冲波形相关器6中用模板波形进行相关。在脉冲串积分器7中，对相关值积分，如重复脉冲的数目那么多。在使用积分的相关值对turbo码译码的译码器8中对一码进行软判决之后，在判决电路9中进行硬判决，并且恢复并输出信息比特串作为译码的信息信号。
根据文档2中公开的使用内部turbo码的传统技术，与UWB-IR方法相比，通过依赖于通信路径的状态或要求的质量控制UWB-IR方法的重复脉冲的数目(Ns)和编码器中的编码速率(l/n)，可以改善差错率特性而不降低传输速度。
在上述的传统技术中，对n比特编码比特串的每个比特，重复地产生相同数目的脉冲，作为(Ns/n)片重复脉冲；因此每个编码比特的重要性相同。即，上述传统技术不考虑由于通信路径的状态自适应地改变编码比特的重要性；因此，抵抗通信路径状态变化的措施不足。因此，通过分配很多重复脉冲给易受来自其它用户的干扰和噪声的负面效应影响的编码比特，或者另一方面，通过分配较少的重复脉冲给几乎不受负面效应影响的编码比特，难于执行自适应措施。此外，存在限制当编码器1的编码率是(k/n)时，脉冲产生器3产生的重复脉冲数必须总是“n”的倍数。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于超宽带通信系统的发射设备和接收设备及其相关技术，通过加强对UWB-IR方法中重复脉冲数目的限制以及通过对编码比特施加加权，所述发射和接收设备能够进行高质量数据传输而不降低传输速度。
本发明的第一方面提供一种超宽带通信系统中的发射方法，该系统通过发送重复脉冲串到通信路径进行通信，该发射方法包含假定按信息比特的每一比特发射m片脉冲(“m”是不小于2的自然数)，以及编码率是(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)；转换k比特信息比特串为总共(k*m)片脉冲；以及顺序地发射(k*m)片脉冲到通信路径。(k*m)片脉冲包含n片重复脉冲串，并且n片重复脉冲串中的至少两片长度相互不同。
根据本方法，可能提供UWB-IR方法的发射技术，该方法能够自适应地调整要分配给编码比特的重复脉冲数。
本发明的第二方面提供一种超宽带通信系统中的接收方法，该系统通过发送重复脉冲串到通信路径进行通信，该接收方法包含接收发射信号作为n片接收脉冲串，发射信号是n片重复脉冲串，其发射是在k比特信息比特串以编码率(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)编码为n比特编码比特串，并且随后n比特编码比特串转换为n片重复脉冲串之后；根据预先接收的脉冲串信息或比特串信息，输出组成n片接收脉冲串中每片的重复脉冲数；分别将组成n片接收脉冲串的脉冲与预先确定的模板波形相关，从而输出相关值；对相关值积分，如重复脉冲数一样多，从而提供n个积分值；根据n个积分值对n片接收脉冲串作软判决，从而输出对n比特的软判决结果；以及根据对n比特的软判决结果，在译码中对n片接收脉冲串作硬判决，从而输出k比特信息比特串作为译码的信息信号。
根据本方法，可能提供UWB-IR方法的接收技术，该方法能够自适应地调整要分配给编码比特的重复脉冲数。
本发明的第三方面提供一种超宽带通信系统中可使用的发射设备，该系统通过发送重复脉冲串到通信路径进行通信，该发射设备包含编码器和发射单元。编码器可操作来将k比特信息比特串以编码率(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)编码为n比特编码比特串，条件是按信息比特的每一比特发射m片脉冲(“m”是不小于2的自然数)，并且编码率是(k/n)。发射单元可操作来根据由所述编码器编码的n比特编码比特串产生n片重复脉冲串，从而顺序地发射n片重复脉冲串到通信路径。在发射设备中，包括在由所述发射单元发射的n片重复脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成。
根据本结构，能够提供UWB-IR方法的发射设备，其能够自适应地调整要分配给编码比特的重复脉冲数。
本发明的第四方面提供如如在第三方面中定义的发射设备，进而包含发射控制单元，可操作来产生控制信息，其有关包括在由所述发射单元发射的n片重复脉冲串的每串中的重复脉冲数。
本发明的第五方面提供如如在第四方面中定义的发射设备，其中发射控制单元可操作来获得关于通信路径的通信路径信息，从而根据获得的通信路径信息产生控制信息。
根据本结构，发射单元发射的n片重复脉冲串的重复脉冲数，能够根据发射控制单元产生的控制信息确定。此外，可以根据通信路径的状态改变控制信息。
本发明的第六方面提供如如在第四方面中定义的发射设备，其中发射控制单元包含脉冲产生器，可操作来根据由所述发射控制单元产生的控制信息，为由所述编码器编码的n比特编码比特串的每个编码比特重复地产生多个脉冲，从而输出n片重复脉冲串，多个脉冲根据每个编码比特的种类预先确定。
根据本结构，能够提供UWB-IR方法的发射设备，其能够自适应地调整要分配给编码比特的重复脉冲数。此外，因为脉冲产生器产生的重复脉冲数可以由发射控制单元控制，所以可以提供具有清晰的功能分配的发射设备。
本发明的第七方面提供如在第六方面中定义的发射设备，其中发射控制单元可操作来发射由所述脉冲产生器产生的n片重复脉冲串的重复脉冲数，作为脉冲串信息。
根据本结构，因为重复脉冲串中每个的重复脉冲数作为脉冲串信息发射给接收设备，所以接收设备可以使用脉冲串信息确定积分间隔，将接收脉冲和模板脉冲相关后得到的相关值在该积分间隔上积分。因此，接收信号的高精度译码变为可能。
本发明的第八方面提供如在第四方面中定义的发射设备，其中所述编码器以n比特并行格式编码比特串的形式输出n比特编码比特串，并且其中发射单元包含脉冲产生器和并串转换器。脉冲产生器可操作来为由所述编码器输出的n比特并行格式编码比特串的每个编码比特重复地产生多个脉冲，从而输出n片并行格式重复脉冲串，多个脉冲根据每个编码比特的种类预先确定。可操作来将由所述脉冲产生器输出的n片并行格式重复脉冲串转换为n片串行格式重复脉冲串，从而顺序地发射n片串行格式重复脉冲串到通信路径。在发射单元中，所述脉冲产生器根据由所述发射控制单元产生的控制信息，以如下方式确定构成n片重复脉冲串的每片重复脉冲的数目包括在n片重复脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成。
根据本结构，通过使用输出要馈送给脉冲产生器的并行格式编码比特串的编码器，可能提供UWB-IR方法的发射设备，其可操作来并行地产生多片重复脉冲串，它们中的每个由不同数目的重复脉冲组成。
本发明的第九方面提供如在第四方面中定义的发射设备，其中所述编码器以n比特串行格式编码比特串的形式输出n比特编码比特串，并且其中发射单元包含串并转换器、脉冲产生器和并串转换器。串并转换器可操作来将由所述编码器输出的n比特串行格式编码比特串转换为n比特并行格式编码比特串。脉冲产生器可操作来为由所述编码器输出的n比特并行格式编码比特串的每个编码比特重复地产生多个脉冲，从而输出n片并行格式重复脉冲串，多个脉冲根据每个编码比特的种类预先确定。并串转换器可操作来将由所述脉冲产生器输出的n片并行格式重复脉冲串转换为n片串行格式重复脉冲串，从而顺序地发射n片串行格式重复脉冲串到通信路径。
在发射单元中，所述脉冲产生器根据由所述发射控制单元产生的控制信息，以如下方式确定构成n片重复脉冲串的每片重复脉冲的数目包括在n片重复脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成。
根据本结构，通过使用输出串行格式编码比特串的编码器，并且改变编码器输出为要馈送给脉冲产生器的并行格式编码比特串，可能提供UWB-IR方法的发射设备，其可操作来并行地产生多片重复脉冲串，它们中的每个由不同数目的重复脉冲组成。
本发明的第十方面提供如在第四方面中定义的发射设备，其中发射单元包含比特串产生器，可操作来重复由所述编码器编码的n比特编码比特串的每个比特多次；以及脉冲产生器，可操作来为由所述比特串产生器产生的n片重复比特串的每个比特产生脉冲，所述脉冲根据每个比特的种类预先确定，从而发射产生的脉冲到通信路径。在发射单元中，所述比特串产生器根据由所述发射控制单元产生的控制信息，以如下方式确定构成n片重复比特串的每片重复比特的数目包括在n片重复比特串中的比特总计(k*m)个，并且n片重复比特串中至少两片由不同数目的重复比特组成。
根据本结构，可能提供UWB-IR方法的发射设备，其能够自适应地调整要发出的重复脉冲数。此外，可以在数字处理中实现直到产生n片重复比特串的所有处理。
本发明的第十一方面提供如在第十方面中定义的发射设备，其中发射控制单元可操作来发射由所述比特串产生器产生的n片重复比特串的重复比特的数目作为比特串信息。
根据本结构，因为重复比特串中每个的重复比特数作为比特串信息发射给接收设备，所以接收设备可以使用比特串信息确定积分间隔，将接收脉冲和模板脉冲相关后得到的相关值在该积分间隔上积分。因此，接收信号的高精度译码变为可能。
本发明的第十二方面提供一种超宽带通信系统中可使用的接收设备，该系统通过发送重复脉冲串到通信路径进行通信，所述接收设备包含接收单元、脉冲波形相关器、接收控制单元、积分器、译码器和判决单元。
接收单元可操作来接收发射信号作为n片接收重复脉冲串，发射信号是n片重复脉冲串，其发射是在k比特信息比特串以编码率(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)编码为n比特编码比特串，并且随后n比特编码比特串转换为n片重复脉冲串之后。
脉冲波形相关器可操作来分别将组成n片接收重复脉冲串的脉冲与预先确定的模板波形相关，从而输出对应于n片接收重复脉冲串的n片重复相关值串。
接收控制单元可操作来根据预先接收的脉冲串信息或比特串信息，输出n片重复数，用于由所述脉冲波形相关器输出的n片重复相关值串。
积分器可操作来根据由所述接收控制单元输出的n片重复数，将由所述脉冲波形相关器输出的n片重复相关值串分为n个间隔，并且对每个分割的间隔积分n片重复相关值串，从而输出n个积分值。
译码器可操作来根据由所述积分器输出的n个积分值对n片接收重复脉冲串作软判决，从而输出对n比特的软判决结果。
判决单元可操作来根据由所述译码器输出的对n比特的软判决结果，在译码中对n片接收脉冲串作硬判决，从而输出k比特信息比特串作为译码的信息信号。
根据本结构，可能提供接收UWB-IR方法的发射信号的接收设备，在该方法中，自适应地调整要分配给编码比特的重复脉冲数。此外，通过使用预先接收的脉冲串信息或比特串信息，可能确定积分间隔，将接收脉冲和模板脉冲相关之后得到的相关值在该积分间隔上积分。因此，接收信号的高精度译码变为可能。
本发明的第十三方面提供一种超宽带通信系统中可使用的收发设备，该系统通过发送重复脉冲串到通信路径进行通信，该收发设备包含编码器、发射单元、发射控制单元、接收单元、脉冲波形相关器、接收控制单元、积分器、译码器和判决单元。
编码器可操作来将k比特信息比特串以编码率(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)编码为n比特编码比特串，条件是按信息比特的每一比特发射m片脉冲(“m”是不小于2的自然数)，并且编码率是(k/n)。发射单元可操作来根据由所述编码器编码的n比特编码比特串产生n片重复脉冲串，从而顺序地发射n片重复脉冲串到通信路径。此外，发射控制单元可操作来产生控制信息，其有关包括在由所述发射单元发射的n片重复脉冲串的每串中的重复脉冲数。
接收单元，可操作来通过通信路径接收n片重复脉冲串，作为n片接收重复脉冲串；脉冲波形相关器，可操作来分别将组成n片接收重复脉冲串的脉冲与预先确定的模板波形相关，从而输出对应于n片接收重复脉冲串的n片重复相关值串；
接收控制单元可操作来根据预先接收的脉冲串信息或比特串信息，输出n片重复数，用于由所述脉冲波形相关器输出的n片重复相关值串。积分器可操作来根据由所述接收控制单元输出的n片重复数，将由所述脉冲波形相关器输出的n片重复相关值串分为n个间隔，并且对每个分割的间隔积分n片重复相关值串，从而输出n个积分值。译码器可操作来根据由所述积分器输出的n个积分值对n片接收重复脉冲串作软判决，从而输出对n比特的软判决结果。此外，判决单元可操作来根据由所述译码器输出的对n比特的软判决结果，在译码中对n片接收脉冲串作硬判决，从而输出k比特信息比特串作为译码的信息信号。
在收发设备中，包括在由所述发射单元发射的n片重复脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成，并且包括在由所述接收单元接收的n片接收脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成。
根据本结构，可能提供UWB-IR方法的收发设备，其能够自适应地调整重复脉冲数。
从下面结合附图阅读的说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得明显，在附图中相同的参考号码代表相同的元件。
图1是根据本发明实施例1的发射设备的方块图；图2是根据本发明实施例2的发射设备的方块图；图3是根据本发明实施例3的发射设备的方块图；图4是根据本发明实施例4的发射设备的方块图；图5是根据本发明实施例5的发射设备的方块图；图6是根据本发明实施例6的接收设备的方块图；图7是根据本发明实施例7的收发设备的方块图；图8是根据本发明实施例8的发射设备的方块图；图9是根据本发明实施例8的接收设备的方块图；图10是产生根据本发明实施例1的重复脉冲串的解释图；图11是显示根据本发明实施例1的重复脉冲串中的波形的图示；图12是根据本发明实施例5产生重复比特串的解释图；
图13(a)是显示根据本发明实施例6的模板波形的图示；图13(b)是显示根据本发明实施例6的接收p脉冲波形的图示；图13(c)是显示根据本发明实施例6的接收q脉冲波形的图示；图14是根据本发明实施例6的接收设备中信号处理的解释图；图15是根据本发明实施例8的交织器和去交织器的解释图；图16是传统的UWB发射设备的方块图；以及图17是传统的UWB接收设备的方块图。
具体实施例方式
参考下面的
本发明的各实施例。
(实施例1)图1是根据本发明实施例1的发射设备的方块图。如图1中所示，本实施例的UWB-IR方法的发射设备包含编码器20、发射单元100和天线90。发射单元100包括脉冲产生器30。
以下说明本实施例的发射设备的操作。从信息信号源10输入的k比特的信息比特串由编码器20编码为n比特的编码比特串，编码率为(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)。n比特的编码比特串输入到发射单元100的脉冲产生器30。在脉冲产生器30中，按n比特的编码比特串的每个比特重复地产生一系列几十到几百脉冲，每脉冲具有短的持续时间，并且从天线90发射脉冲。当在时域中观察时，从天线90发射的脉冲系列是幅度小于环境噪声幅度的信号；然而当在频域中观察时，该脉冲系列作为具有极宽部分带宽(extremely wide fractional bandwidth)的无线波从天线90发射。
当按信息比特的每一比特要重复发射的脉冲数目是m片(“m”是不小于2的自然数)时，发射给k比特的信息比特串的脉冲总数是(k*m)片。总共(k*m)片脉冲对应于编码器20已经输出的n比特的编码比特串，并且包含脉冲产生器30产生的n片重复脉冲串。此外，根据比特的种类(即，根据比特是“0”还是“1”)，通过重复由n比特的编码比特串的每个比特的脉冲调制产生的脉冲，构成n片重复脉冲串的每片重复脉冲串。
在传统的UWB-IR方法中，上述n片脉冲串包含相等数目的脉冲，不管编码比特串的种类。在本实施例的发射设备中，上述n片脉冲串包含不同数目的脉冲。换句话说，分配数目增加的脉冲给通信路径中弱于噪声的脉冲串，并且分配数目减少的脉冲给强于噪声的脉冲串，同时保持为n片脉冲串发射的脉冲的总数不变。因此，可以降低噪声引起的差错的发生概率。
图10是产生根据本发明实施例1的重复脉冲串的解释图。在这张图中，k比特的信息比特串“010”201(在图10的例子中，k＝3)以一编码率(在图10的例子中，k/n＝3/5)被编码为n比特的编码比特串“00101”202(在图10的例子中，n＝5)。
对n比特的编码比特串“00101”202，产生n片重复脉冲串203(在图10的例子中，n＝5)。
在图10中，对编码比特串202的第一个比特“0”产生四个P脉冲，对编码比特串202的第二个比特“0”产生四个P脉冲，对编码比特串202的第三个比特“1”产生三个Q脉冲，对编码比特串202的第四个比特“0”产生三个P脉冲，而对编码比特串202的第五个比特“1”产生四个Q脉冲。五片重复脉冲串203的总的脉冲数是18片。在图10的五片重复脉冲串203中，P脉冲和Q脉冲用符号“P”和“Q”说明。P脉冲和Q脉冲是预先设置的与比特的种类相对应的脉冲。在本实施例的发射设备中，分别设置为P脉冲对应于比特“1”，而Q脉冲对应于比特“0”。
本实施例的发射设备中采用的P脉冲204和Q脉冲205的示范波形在图10的底部显示。P脉冲和Q脉冲是调制比特“1”和比特“0”的脉冲。只要P脉冲和Q脉冲相互能够区分，可以使用任何种类的调制方法。图10中显示的例子是使用双脉冲的脉冲位置调制(PPM)方法。另外，可以使用其它调制方法，如脉冲幅度调制(PAM)、开/关键控调制(OOK)和二相调制(BPSK)。
图11是显示根据本发明实施例1的重复脉冲串中的波形的图示。对于由P脉冲204组成的脉冲串和由Q脉冲205组成的脉冲串的连接部分，图11的上部显示符号表示206，而图11的下部显示相应的调制波形207。图11的调制波形207是使用上述双脉冲(P脉冲204和Q脉冲205)之一的脉冲位置调制的脉冲串。
如上面说明的，通过使用编码器20对来自信息信号源10的信息比特串编码，在脉冲产生器30中产生调制的编码脉冲串，并且从天线90发射调制的编码脉冲串，本实施例的发射设备能够通过UWB-IR方法执行信息的发射。
(实施例2)
图2是根据本发明实施例2的发射设备的方块图。在图2中，通过对于与图1中相同的组件给予相同的符号省略了说明。
如图2中所示的本实施例的发射设备包含编码器20、发射单元100、发射控制单元40以及天线90。发射单元100包括脉冲产生器30。与如图1中所示的本发明实施例1的发射设备相比，本实施例的发射设备额外包含发射控制单元40，该单元可操作以控制脉冲产生器30。
发射控制单元40获得从接收设备发射的通信路径信息，该信息指示通信路径的通信状态。发射控制单元40根据通信路径信息产生控制信息，用于控制脉冲产生器30。根据该控制信息，脉冲产生器30确定要为编码比特串的每个比特产生的重复脉冲串的重复脉冲的数目。
下面说明这样的情况从接收设备发射的通信路径信息包括对由接收设备接收的比特“1”和比特“0”的差错率。例如，当比特“1”的差错率很接近可允许值而比特“0”的差错率对允许值有余量时，发射控制单元40改变控制信息，以便增加对应于比特“1”的重复脉冲串的脉冲数目，并且减少对应于比特“0”的重复脉冲串的脉冲数目。脉冲产生器30根据改变的控制信息改变每片重复脉冲串的重复脉冲的数目。
发射控制单元40将由脉冲产生器30产生的重复脉冲串的重复脉冲数目发射给接收设备作为脉冲串信息。这个脉冲串信息可以通过包括在先导脉冲中发射给接收设备，该先导脉冲置于一系列重复脉冲串的头部。当发射控制单元40周期性地改变要由脉冲产生器30产生的重复脉冲串的重复脉冲数目时，无论何时进行改变，可以只单独发射脉冲串信息。接收设备在对接收信号译码中使用脉冲串信息。在图10中所示的五片重复脉冲串203的情况下，由脉冲产生器30产生的重复脉冲串203的重复脉冲数目是“4”、“4”、“3”、“3”和“4”，并且这些数值作为脉冲串信息发射给接收设备。
因而，本实施例的发射设备可以根据通信路径的通信状态自适应地控制重复脉冲串的重复脉冲数目。
(实施例3)图3是根据本发明实施例3的发射设备的方块图。在图3中，省略与图1中显示相同组件的说明，标上与图1中相同的符号。
图3中显示的本实施例的发射设备包含编码器20、发射单元100、发射控制单元40以及天线90。发射单元100包括脉冲产生器30和并串转换器50。此外，脉冲产生器30包含第一脉冲串产生器31、第二脉冲串产生器32和第n脉冲串产生器33。
从信息信号源10输入k比特信息比特串。编码器20以编码率(k/n)将k比特信息比特串编码为并行格式的n比特编码比特串，然后并行地输出n比特编码比特串到脉冲产生器30。
在脉冲产生器30中，第一脉冲串产生器31产生对应于n比特编码比特串的第一个比特的重复脉冲串，第二脉冲串产生器32产生对应于n比特编码比特串的第二个比特的重复脉冲串，类似地，第n脉冲串产生器33产生对应于n比特编码比特串的第n个比特的重复脉冲串。第一到第n脉冲串产生器并行地输出各重复脉冲串。根据如图10中所示的本发明实施例1中的重复脉冲串产生的说明图，第一到第n脉冲串产生器产生的重复脉冲串由基于使用双脉冲的脉冲位置调制的P脉冲204和Q脉冲205组成。
第一到第n脉冲串产生器分别产生的重复脉冲串的重复脉冲的数目由发射控制单元40输出的控制信息控制。换句话说，发射控制单元40根据由接收设备发送的通信路径信息产生控制信息，该通信路径信息指示通信路径的通信状态。发射控制单元40输出控制信息到脉冲产生器30。根据控制信息，脉冲产生器30的第一到第n脉冲串产生器确定要产生的重复脉冲串的重复脉冲数目。
并串转换器50将脉冲产生器30并行地产生并输出的n片重复脉冲串转换为串行格式的重复脉冲串，然后从天线90顺序地发射重复脉冲串。
另外，发射控制单元40发射第一脉冲串产生器31到第n脉冲串产生器33产生的重复脉冲串的重复脉冲数目给接收设备，作为脉冲串信息。这个脉冲串信息可以通过包括在先导脉冲中发射给接收设备，该先导脉冲置于一系列重复脉冲串的头部。当发射控制单元40周期性地改变要由脉冲产生器30产生的重复脉冲串的重复脉冲数目时，无论何时进行改变，可以只单独发射脉冲串信息。接收设备在对接收信号译码中使用脉冲串信息。
如上面说明的，根据本实施例的发射设备的发射方法预先获得通信路径的通信路径信息，并且根据获得的通信路径信息确定n片重复脉冲串中重复脉冲的每个数目。
在根据本发明的发射设备的发射方法中，n片重复脉冲串中重复脉冲的每个数目作为脉冲串信息发射。
因而，本实施例的发射设备能够根据通信路径的通信状态自适应地控制重复脉冲串的重复脉冲的数目，从而使用UWB-IR方法发射信息。
(实施例4)图4是根据本发明实施例4的发射设备的方块图。在图4中，省略与图3中所示相同组件的说明，标上与图3中相同的符号。
在图4中所示的本实施例的发射设备中，编码器20以编码率(k/n)将从信息信号源10输入的k比特信息比特串编码为n比特编码比特串，然后以串行格式输出n比特编码比特串。在本实施例的发射设备中，发射单元100包含串并转换器60，该串并转换器可操作来将编码器20已经输出的串行格式的n比特编码比特串转换为并行格式的n比特编码比特串；脉冲产生器30，包含对应于并行格式的n比特编码比特串安置的第一脉冲串产生器31到第n脉冲串产生器33；以及并串转换器50，该并串转换器可操作以将脉冲产生器30并行输出的n片并行重复脉冲串转换为n片串行重复脉冲串。
因而，在本实施例的发射设备中，发射单元100内除了串并转换器60将n比特串行编码比特串转换为n比特并行编码比特串的操作之外，本发射设备的其它操作与本发明实施例3中的发射设备相同；因此省略进一步的说明。
换句话说，在根据本实施例的发射设备的发射方法中，n比特编码比特串是并行比特串，并且并行产生n片重复脉冲串。并串转换完成之后，重复脉冲串接连地发射到通信路径。
因而，通过使用输出串行编码比特串的编码器20，本实施例的发射设备能够使用UWB-IR方法发射信息，同时根据通信路径的通信状态自适应地控制重复脉冲串的重复脉冲的数目。
(实施例5)图5是根据本发明实施例5的发射设备的方块图。在图5中，省略与图1中所示相同组件的说明，标上与图1中相同的符号。
图5中所示的本实施例的发射设备包含编码器20、发射单元100、发射控制单元40和天线90。发射单元100包含比特串产生器70和脉冲产生器30。
以下说明本实施例的发射设备的操作。
从信息信号源10输入的k比特信息比特串由编码器20以编码率(k/n)编码为n比特编码比特串。n比特编码比特串输入到比特串产生器70。
比特串产生器70产生n片重复比特串，其中对输入的n比特编码比特串的每个比特，重复同一比特多次。
这时，发射控制单元40根据从接收设备发送的通信路径信息输出产生的控制信息给比特串产生器70。根据控制信息，比特串产生器70为要产生的n片重复比特串确定各重复比特的数目。但是，比特的总数保持不变。
脉冲产生器30将由比特串产生器70产生的n片重复比特串的每个比特转换为n片重复脉冲串，该重复脉冲串依赖于比特种类(即，依赖于比特是“0”还是“1”)由预定脉冲之一组成。其后，脉冲产生器30从天线90接连地发射n片重复脉冲串。
图12是根据本发明实施例5产生重复比特串的解释图。在图12中，k比特(在本例中，k＝3)信息比特串“010”201被编码为n比特(在本例中，n＝5)编码比特串“00101”202。对于编码比特串202，产生五片重复比特串217，其中每片重复比特串中重复同一比特多次。
换句话说，对编码比特串202的第一个比特“0”产生重复比特串“0000”。对编码比特串202的第二个比特“0”产生重复比特串“0000”。对编码比特串202的第三个比特“1”产生重复比特串“111”。对编码比特串202的第四个比特“0”产生重复比特串“000”。此外，对编码比特串202的第五个比特“1”产生重复比特串“1111”。
由发射控制单元40输出的控制信息控制重复同一比特的次数，即每片重复比特串的重复比特的数目。换句话说，在比特总数不变的条件下，比特串产生器70根据控制信息确定每比特串的重复比特的数目，用于要产生的五片重复比特串217。
脉冲产生器30将已经以上述方式产生的五片重复比特串217的每个比特转换为调制脉冲。
在图12中所示的说明图中，与图10中所示的本发明实施例1的发射设备类似，本实施例的发射设备使用对应于比特“0”的P脉冲204以及对应于比特“1”的Q脉冲205作为调制脉冲。
换句话说，脉冲产生器30将五片重复比特串内的比特“0”转换为P脉冲204，以及将比特“1”转换为Q脉冲205；因此，产生五片重复脉冲串203。然后，脉冲产生器30从天线90接连地发射五片重复脉冲串203。
另外，发射控制单元40发射比特串产生器70产生的重复比特串217的重复比特的每个数目到接收设备。在图12的例子中，比特串信息是五片重复比特串的重复比特的数目“4”、“4”、“3”、“3”、“4”。
本实施例中的比特串信息对应于本发明实施例1到4中的脉冲串信息，如在图10和图12之间的比较中可以清楚显示地。换句话说，两个信息项都显示从发射设备发射的n片重复脉冲串的重复脉冲的数目。
比特串信息可以通过包括在先导脉冲中发射给接收设备，该先导脉冲置于一系列重复脉冲串的头部。当发射控制单元40周期性地改变要由比特串产生器70产生的重复比特串的重复比特数目时，无论何时进行改变，可以只单独发射比特串信息。
另外，本实施例的发射设备中的发射方法预先获得通信路径的通信路径信息，并且根据获得的通信路径信息确定n片重复比特串的重复比特的每个数目。此外，作为比特串信息发射n片重复比特串的重复比特的数目。
如上所述，根据本实施例，可能实现使用UWB-IR方法的发射设备，该方法可根据通信路径的通信状态自适应地调整重复脉冲串的重复脉冲的数目。另外，根据本实施例的发射设备，可以以数字处理实现直到产生n片重复比特串的所有处理。
(实施例6)图6是根据本发明实施例6的接收设备的方块图。本实施例的接收设备包含天线190、接收单元110、脉冲波形相关器120、积分器130、接收控制单元140、译码器150和判决单元160。
参考图6说明本实施例的接收设备的操作。
接收单元110使用UWB-IR方法通过天线190接收已经由本发明的实施例1到5中提到的任何发射设备之一发射的n片脉冲串，作为n片接收脉冲串。
脉冲波形相关器120将接收单元110已经接收的n片接收脉冲串的每个脉冲与预先设立的模板波形相关。参考图13说明该操作。
图13(a)是显示根据本发明实施例6的模板波形的图示。图13(b)是显示根据本发明实施例6的接收p脉冲波形的图示。图13(c)是显示根据本发明实施例6的接收q脉冲波形的图示。
图13(b)的接收p脉冲p(t)和图13(c)的接收q脉冲q(t)是组成接收单元110已经接收的n片接收脉冲串的接收脉冲。接收p脉冲p(t)是接收单元110已经接收对应于图10中所示的编码比特“0”的P脉冲204的脉冲。关似地，接收q脉冲q(t)是接收单元110已经接收对应于编码比特“1”的Q脉冲205的脉冲。
图13(a)的模板波形R(t)是根据理想的接收p脉冲p0(t)和理想的接收q脉冲q0(t)创建的波形，该理想脉冲假定在通信路径中没有拾取外来噪声的状态下接收。模板波形R(t)由(公式1)定义(公式1)R(t)＝p0(t)-q0(t)图6的脉冲波形相关器120为接收单元110已经接收的n片接收脉冲串的每个接收脉冲V(t)计算相关值mp，与用于下面的公式中的模板波形R(t)相关。
(公式2)mp=∫t0t1R(t)V(t)dt]]>在(公式2)中，积分间隔的下限t0和上限t1定义时间间隔，一般称为帧长度，其中存在接收脉冲串的一片接收脉冲V(t)。
正如可以从时间轴上图13中所示的模板波形R(t)和接收p脉冲波形p(t)或接收q脉冲波形q(t)之间的位置关系容易假定的，当接收脉冲V(t)是接收p脉冲p(t)时，由(公式2)计算的相关值mp拥有正值，而当接收脉冲V(t)是接收q脉冲q(t)时，由(公式2)计算的相关值mp拥有负值。
再参考图6，根据预先从本发明实施例1到5的发射设备中任何一个发送的脉冲串信息或比特串信息，接收控制单元140确定接收单元110已经接收的n片接收脉冲串的重复脉冲的数目，并且输出重复脉冲的数目给积分器130。
对n片接收脉冲串的脉冲，积分器130对相关值积分，所述n片接收脉冲串的脉冲数等于n比特接收脉冲串的重复脉冲的数目，并且输出n片积分值。如上所述，由脉冲波形相关器120根据(公式2)计算相关值，并且重复脉冲的数目由接收控制单元140确定。作为积分产生的效应，即使当接收脉冲V(t)包括很多噪声时，也可以更清楚地识别接收脉冲V(t)，无论它是接收p脉冲还是接收q脉冲。
译码器150根据积分器130已经输出的n片积分值对n片接收脉冲串作软判决，开且输出n比特软判决结果。
根据译码器150已经输出的n比特软判决结果，判决单元160对n片接收脉冲串作硬判决，这是最后的译码处理，并且输出k比特信息比特串作为译码的信息信号。
图14是根据本发明实施例6的接收设备中信号处理的解释图。该图显示这样的状况图6中所示的本实施例的接收设备接收如图10中所示的五片重复脉冲串203作为经过通信路径的接收脉冲串210(“p”表示接收p脉冲215，而“q”表示接收“q”脉冲215)。
接收控制单元140预先接收脉冲串信息，并且通知积分器130接收脉冲串由五片脉冲串组成，每片脉冲串包含的重复脉冲的数目是“4”、“4”、“3”、“3”和“4”。
根据(公式2)，脉冲波形相关器120用模板波形为五片接收脉冲串210的每个接收脉冲计算相关值mp 211。因为相关值mp 211的计算结果不一定是整数，计算结果只由图14中值的“+”和“-”符号表示。
积分器130使用由接收控制单元140通知的脉冲串信息，积分相关值mp211，如每串的重复脉冲数一样多。积分之后，积分器130输出五个积分值212。如图14中说明的，积分值212不一定是整数。
译码器150对五个积分值212作软判决，并且输出5比特的软判决结果。(软判决结果也不一定是整数)。
根据5比特的软判决结果，在用硬判决结果“00101”213译码之前，判决单元160作硬判决。然后判决单元160对硬判决结果译码并且获得信息比特串“010”214。译码前的硬判决结果“00101”213不一定作为一个处理结果显式地输出，在图14中的本说明中只是为了说明而显式地描述。
因而，本实施例的接收设备能够接收n片脉冲串作为n片接收脉冲串，并且对n片接收脉冲串译码以得到k比特信息比特串。由接收设备接收的n片脉冲串是这样的序列本发明的实施例1到5中说明的发射设备中任何一个发射设备已经对k比特信息脉冲串编码，并且按照UWB-IR方法发射编码的结果。
(实施例7)图7是根据本发明实施例7的收发设备的方块图。本实施例的收发设备通过合并图2中所示的本发明的实施例2中的发射设备和图6中所示的本发明的实施例6中的接收设备而形成。因此，在图7中，省略与图2和6中所示相同组件的说明，标上与图2和6中相同的符号。
本实施例的收发设备包含编码器20、包括脉冲产生器30的发射单元100、接收单元110、脉冲波形相关器120、积分器130、译码器150、判决单元160、收发控制单元303、天线切换单元304和天线90。
本实施例的收发设备在发射模式中的操作与图2中所示的本发明实施例2中的发射设备的操作相同。
从输入端301作为发射数据输入的信息比特串由编码器20编码为编码比特串。编码比特串由脉冲产生器30转换为重复脉冲串，并且经过天线切换单元304之后，从天线90发射到对方的接收机。此外，由脉冲产生器30产生的每片重复脉冲串中重复脉冲的数目由收发控制单元303根据通信路径信息控制。控制的内容发射到对方的接收机作为脉冲串信息。
另外，在本实施例的收发设备中，构成收发控制单元303一部分的发射控制单元获得关于通信路径的通信路径信息，并且根据获得的通信路径信息产生发射控制信息。
此外，在本实施例的收发设备中，发射单元100包括脉冲产生器30。脉冲产生器30为编码器20已经编码的n比特编码比特串产生n片重复脉冲串。在产生n片重复脉冲串中，根据发射控制单元已经产生的发射控制信息，脉冲产生器30为n比特编码比特串的每个比特重复多次地产生根据比特种类预先确定的脉冲。
在目前的情况下，在本实施例的收发设备中，包含收发控制单元303一部分的发射控制单元，发射脉冲产生器30产生的n片重复脉冲串的重复脉冲的数目，作为脉冲串信息。
或者，本实施例的收发设备可以如下构造收发设备包含编码器，该编码器可操作以输出n比特编码比特串，作为n比特并行格式编码比特串；并且发射单元包括脉冲产生器和并串转换器。脉冲产生器可操作来为由编码器输出的n比特并行格式编码比特串的每个编码比特重复地产生多个脉冲n比特编码比特串，从而输出n片并行格式重复脉冲串，多个脉冲根据每个编码比特的种类预先确定。并串转换器可操作以将由脉冲产生器输出的n片并行格式重复脉冲串转换为n片串行格式重复脉冲串，从而顺序地发射n片串行格式重复脉冲串到通信路径。
这时，根据由上述发射控制单元产生的控制信息，脉冲产生器以如下方式确定构成n片重复脉冲串的每片重复脉冲的数目包括在n片重复脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成。
本实施例的收发设备的另一种选择可以构造如下收发设备包含编码器，该编码器可操作以输出n比特编码比特串，作为n比特串行格式编码比特串；并且发射单元包括串并转换器、脉冲产生器和并串转换器。串并转换器可操作以将由编码器输出的n比特串行格式编码比特串转换为n比特并行格式编码比特串。脉冲产生器可操作来为由编码器输出的n比特并行格式编码比特串的每个编码比特重复地产生多个脉冲，因此输出n片并行格式重复脉冲串，多个脉冲根据每个编码比特的种类预先确定。并串转换器可操作以将由脉冲产生器输出的n片并行格式重复脉冲串转换为n片串行格式重复脉冲串，因此顺序地发射n片串行格式重复脉冲串到通信路径。
这时，根据由上述发射控制单元产生的控制信息，脉冲产生器以如下方式确定构成n片重复脉冲串的每片重复脉冲的数目包括在n片重复脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成。
本实施例的收发设备中的发射单元100的替代可以构造如下发射单元包含比特串产生器和脉冲产生器。比特串产生器可操作来重复由编码器编码的n比特编码比特串的每个比特多次，以产生n片重复比特串。脉冲产生器可操作来为由比特串产生器产生的n片重复比特串的每个比特产生脉冲，所述脉冲根据每个比特的种类预先确定，因此发射产生的脉冲到通信路径。
这时，根据由上述发射控制单元产生的控制信息，比特串产生器以如下方式确定构成n片重复比特串的每个重复比特的数目包括在n片重复比特串中的比特总计(k*m)个，并且n片重复比特串中至少两片由不同数目的重复比特组成。发射控制单元发射比特串产生器产生的n片重复比特串的重复比特的数目，作为比特串信息。
本实施例的收发设备在接收模式中的操作基本上与图6中所示的本发明实施例6中接收设备的操作相同。
接收单元110执行接收过程，用于由天线90接收并由天线切换单元304馈送的接收脉冲串。脉冲波形相关器120将接收脉冲串的每个脉冲与模板波形相关。积分器130对获得的相关值积分。译码器150对相关值作软判决；判决单元160对软判决结果作硬判决；并且输出译码的信息比特串到输出端302作为接收数据。积分器130对相关值积分的间隔(即，每片重复脉冲串的重复脉冲的数目)由收发控制单元303根据从对方发射机预先发送的脉冲串信息控制。
由本实施例的收发设备采用的收发方法包含假定按信息比特的每一比特发射m片脉冲(“m”是不小于2的自然数)，并且编码率是(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)，转换k比特信息比特串为总共(k*m)片发射重复脉冲，并且经过通信路径顺序地发射(k*m)片发射重复脉冲到通信对方。在这种情况下，(k*m)片发射重复脉冲包含n片发射重复脉冲串，并且n片发射重复脉冲串中的至少两片长度彼此不同。
所述收发方法进而包含通过通信路径接收由通信对方发射的n片重复脉冲串，作为n片接收脉冲串；根据预先接收的脉冲串信息或比特串信息，输出组成n片接收脉冲串中每个的重复脉冲数；分别将组成n片接收脉冲串的脉冲与预先确定的模板波形相关，从而输出相关值；积分相关值如重复脉冲数一样多，因而提供n个积分值；根据n个积分值对n片接收脉冲串作软判决，因而输出用于n比特的软判决结果；根据用于n比特的软判决结果，在译码中为n片接收脉冲串作硬判决，因而输出k比特信息比特串作为译码的信息信号。
此外，在由本发明的收发设备采用的收发方法中，也希望配置n片发射重复脉冲串对应于k比特信息比特串以编码率(k/n)编码的n比特编码比特串。通过对应于n比特编码比特串的每个比特重复多次产生脉冲，构造n片发射重复脉冲串的每片重复脉冲串。根据比特的种类预先确定该脉冲。
在这种情况下，由本实施例的收发设备采用的收发方法发射n片发射重复脉冲串的重复脉冲的数目，作为脉冲串信息。
或者在由本发明的收发设备采用的收发方法中，也希望配置发射重复脉冲的每个脉冲通过使用根据比特种类预先确定的脉冲产生，对应于n片发射重复比特串的每个比特，该n片发射重复比特串包括至少两片彼此不同长度的重复比特串，以及n片发射重复比特串对应于k比特信息比特串以编码率(k/n)编码的n比特编码比特串，并且n片发射重复比特串的每片重复比特串通过重复n比特编码比特串的每个比特多次生成。
在这种情况下，由本实施例的收发设备采用的收发方法发射n片发射重复比特串的重复比特的数目，作为比特串信息。
如上说明的，根据本实施例，可能提供使用UWB-IR方法的收发设备，该设备能够自适应地调整要为编码比特产生的重复脉冲的数目。
(实施例8)图8是根据本发明实施例8的发射设备的方块图。
在图8中，省略与图5中所示相同组件的说明，标上与图5中相同的符号。
如图8中所示，如果按信息比特的每一比特发射m片脉冲(“m”是不小于2的自然数)，以及编码率是(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)，本实施例的发射设备包含编码器20、发射单元100、发射控制单元40和天线90。
编码器20可操作来将k比特信息比特串以编码率(k/n)编码为n比特编码比特串。
发射单元100包含比特串产生器70、交织器80和脉冲产生器30。比特串产生器70可操作，从而输出通过多次重复由编码器20编码的n比特编码比特串的每个比特而产生的n片重复比特串，作为第一时间系列比特串。交织器80可操作来改变由比特串产生器70输出的第一时间系列比特串的每个比特的时基位置，从而输出第二时间系列比特串。脉冲产生器30可操作来产生对比特种类预先确定的脉冲，用于由交织器80输出的第二时间系列比特串的每个比特，从而接连地发射产生的第二时间系列比特串到通信路径。
发射控制单元40可操作来获得关于通信路径的通信路径信息，以根据获得的通信路径信息，确定由比特串产生器70产生的n片重复比特串的重复比特数，并且发射确定的重复比特数作为比特串信息。
发射控制单元40以如下方式确定要由比特串产生器70产生的n片重复比特串的重复比特数包括在n片重复比特串中的比特总计(k*m)个，并且n片重复比特串中至少两片由不同数目的重复比特组成。
在本实施例的发射设备中，与图5中所示的本发明实施例5的发射设备相比，在比特串产生器70和脉冲产生器30之间新添加交织器80。但是，除了与交织器80有关的操作，本实施例的发射设备的操作与本发明实施例5的发射设备的对应操作相同。
在本实施例的发射设备中，交织器80改变由比特串产生器70产生的n片重复比特串的比特(第一时间系列)的时基位置，并且创建比特的新时基位置的比特串(第二时间系列)。脉冲产生器30将由交织器80创建的第二时间系列比特串的每个比特转换为根据比特种类预先确定的脉冲，并且从天线90发射脉冲。因此，从天线90发射第二时间系列脉冲串。
图9是根据本发明实施例8的接收设备的方块图。在图9中，省略与图6中显示相同组件的说明，标上与图6中相同的符号。
如图9中所示，根据本实施例的接收设备包含接收单元110、脉冲波形相关器120、去交织器170、接收控制单元140、积分器130、译码器150和判决单元190。
接收单元110可操作来接收发射信号作为接收脉冲串，发射信号是第二时间系列脉冲串，该序列在k比特信息比特串以编码率(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)编码为n比特的编码比特串，并且随后被交织并转换为第二时间系列脉冲串之后发射。
脉冲波形相关器，可操作来分别将组成接收脉冲串的脉冲与预先确定的模板波形相关，因此输出对应于n片接收脉冲串的第二时间系列相关值。
去交织器170可操作来对n片第二时间系列相关值串去交织，因此输出n片第一时间系列重复相关值串。
接收控制单元140可操作，从而根据预先接收的比特串信息输出n片重复数，用于由去交织器170输出的n片第一时间系列重复相关值串。
积分器130可操作，从而根据由接收控制单元140输出的n片重复数，将由去交织器170输出的n片第一时间系列重复相关值串分为n个间隔，并且对每个分割的间隔积分n片第一时间系列重复相关值串，因此输出n个积分值。
译码器150可操作，从而根据由积分器130输出的n个积分值对n片接收重复脉冲串作软判决，因此输出对n比特的软判决结果。
判决单元160可操作，从而根据由译码器150输出的对n比特的软判决结果，在译码中对n片接收脉冲串作硬判决，因此输出k比特信息比特串作为译码的信息信号。
在本发明的接收设备中，与图6中所示的本发明实施例6的接收设备相比，在脉冲波形相关器120和积分器130之间新添加去交织器170。因此，在去交织器170后面的步骤中，本实施例的接收设备的操作与本发明实施例6的接收设备的对应操作相同。
参考图9说明本实施例的接收设备的操作。
接收单元110接收由对方的发射设备发射的第二时间系列脉冲串，作为接收脉冲串，该发射设备与图8中所示的本实施例相同。
脉冲波形相关器120将由接收单元110接收的接收脉冲串的每个脉冲与预先确定的模板波形相关，并且输出相关值。由脉冲波形相关器120输出的一系列相关值构成第二时间系列相关值串。
去交织器170对第二时间系列相关值串去交织，以输出第一时间系列重复相关值串。
接收控制单元140根据预先从对方的发射设备发射的比特串信息，确定对应于第一时间系列相关值串的n片比特串的重复比特数，并且输出重复比特数给积分器130。
积分器130积分第一时间系列重复相关值串，如接收控制单元140已经输出的n片比特串的重复比特数一样多，并且输出n个积分值。
译码器150根据n个积分值作软判决，并且输出对n比特的软判决结果。
判决单元160根据由译码器150输出的n比特的软判决结果，对接收脉冲串作硬判决，该硬判决是最后的译码，并且输出k比特信息比特串作为译码信息信号。
接下来，参考图15简要说明本实施例的发射设备的交织器80和接收设备的去交织器170的操作。图15是根据本发明实施例8的交织器和去交织器的解释图。
现在，如图15中所示，假定由图8的比特串产生器70产生的第一时间系列重复比特串是重复比特串221“n1，n2，n3，n4，n5，n6，n7，n8，n9，n10”。
交织器80根据预先确定的转换规则改变第一时间系列重复比特串221的时间系列，并且输出交织器输出222“n1，n6，n2，n7，n3，n8，n4，n9，n5，n10”作为第二时间系列比特串。在本例中，第一时间系列重复比特串221分为两个部分，并且比特按从头到尾的顺序交替地从第一部分和第二部分取出，以重新组成交织器输出222作为第二时间系列比特串。
交织器输出222的每个比特由脉冲产生器30转换为P脉冲204或Q脉冲205，然后发射。因此，从发射设备发射的脉冲串是第二时间系列串。
在接收设备中，接收单元110接收第二时间系列脉冲串作为接收脉冲串。脉冲波形相关器120将接收脉冲串的每个脉冲与模板波形相关，并且如图15中所示，作为相关值串223输出“mp1，mp6，mp2，mp7，mp3”和“mp8，mp4，mp9，mp5，mp10”。相关值串223是第二时间系列串。
去交织器170相反地遵循交织器80已经使用的转换规则，改变第二时间系列相关值串223的时间系列，并且输出去交织器输出224“mp1，mp2，mp3”和“mp4，mp5，mp6，mp7，mp8，mp9，mp10”，作为第一时间系列相关值串。
因而，在本实施例的发射设备中，第一时间系列比特串被交织为第二时间系列比特串，该第二时间系列比特串被顺序地转换为第二时间系列脉冲串并发射。在本实施例的接收设备中，第二时间系列相关值串被去交织为第一时间系列相关值串。
添加交织器80到发射设备能够在编码比特上产生时间分集的效力和突发差错抑制的效力，并且因此，能够进一步改善由接收设备接收的信号的差错率特性。因此，本实施例的发射设备和接收设备在噪声环境中有效，对突发类型噪声尤其显著。
如上面说明的，本实施例的主旨是实现发射设备和接收设备，其能够使用UWB-IR方法进行信息的通信，同时根据通信路径的状态控制重复脉冲串的重复脉冲数；因此，能够实现各种应用，只要它不超越本发明的主旨。
根据本发明，能够提供超宽带通信系统中使用的发射设备和接收设备，通过提高UWB-IR方法中对重复脉冲数的限制，该设备实现高质量数据传输而不降低传输速度。
工业上的可应用性例如，在使用UWB-IR方法进行通信的高速室内多点连接无线通信领域中，以及在它可应用的领域中，可以使用与本发明有关的发射设备和接收设备。
参考附图已经说明本发明的各优选实施例，要理解的是本发明不限于那些精确的实施例，并且可以由本领域的技术人员在其中实现各种改变和修改，而不背离如权利要求中定义的本发明的范围或精神。
权利要求
1.一种超宽带通信系统中的发射方法，该系统通过发送重复脉冲串到通信路径进行通信，所述发射方法包含假定按信息比特的每一比特发射m片脉冲(“m”是不小于2的自然数)，以及编码率是(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)；转换k比特信息比特串为总共(k*m)片脉冲；以及顺序地发射(k*m)片脉冲到通信路径，其中(k*m)片脉冲包含n片重复脉冲串，并且n片重复脉冲串中的至少两片长度相互不同。
2.一种超宽带通信系统中的接收方法，该系统通过发送重复脉冲串到通信路径进行通信，所述接收方法包含接收发射信号作为n片接收脉冲串，发射信号是n片重复脉冲串，其发射是在k比特信息比特串以编码率(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)编码为n比特编码比特串，并且随后n比特编码比特串转换为n片重复脉冲串之后；根据预先接收的脉冲串信息或比特串信息，输出组成n片接收脉冲串中每片的重复脉冲数；分别将组成n片接收脉冲串的脉冲与预先确定的模板波形相关，从而输出相关值；对相关值积分，如重复脉冲数一样多，从而提供n个积分值；根据n个积分值对n片接收脉冲串作软判决，从而输出对n比特的软判决结果；以及根据对n比特的软判决结果，在译码中对n片接收脉冲串作硬判决，从而输出k比特信息比特串作为译码的信息信号。
3.一种超宽带通信系统中可使用的发射设备，该系统通过发送重复脉冲串到通信路径进行通信，所述发射设备包含编码器，可操作来将k比特信息比特串以编码率(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)编码为n比特编码比特串，条件是按信息比特的每一比特发射m片脉冲(“m”是不小于2的自然数)，并且编码率是(k/n)；以及发射单元，可操作来根据由所述编码器编码的n比特编码比特串产生n片重复脉冲串，从而顺序地发射n片重复脉冲串到通信路径，其中包括在由所述发射单元发射的n片重复脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成。
4.根据权利要求3所述的发射设备，进而包含发射控制单元，可操作来产生控制信息，其有关包括在由所述发射单元发射的n片重复脉冲串的每串中的重复脉冲数。
5.根据权利要求4所述的发射设备，其中所述发射控制单元可操作来获得关于通信路径的通信路径信息，从而根据获得的通信路径信息产生控制信息。
6.根据权利要求4所述的发射设备，其中所述发射控制单元包含脉冲产生器，可操作来根据由所述发射控制单元产生的控制信息，为由所述编码器编码的n比特编码比特串的每个编码比特重复地产生多个脉冲，从而输出n片重复脉冲串，多个脉冲根据每个编码比特的种类预先确定。
7.根据权利要求6所述的发射设备，其中所述发射控制单元可操作来发射由所述脉冲产生器产生的n片重复脉冲串的重复脉冲数，作为脉冲串信息。
8.根据权利要求4所述的发射设备，其中所述编码器以n比特并行格式编码比特串的形式输出n比特编码比特串，以及其中所述发射单元包含脉冲产生器，可操作来为由所述编码器输出的n比特并行格式编码比特串的每个编码比特重复地产生多个脉冲，从而输出n片并行格式重复脉冲串，多个脉冲根据每个编码比特的种类预先确定；以及并串转换器，可操作来将由所述脉冲产生器输出的n片并行格式重复脉冲串转换为n片串行格式重复脉冲串，从而顺序地发射n片串行格式重复脉冲串到通信路径，其中所述脉冲产生器根据由所述发射控制单元产生的控制信息，以如下方式确定构成n片重复脉冲串的每片重复脉冲的数目包括在n片重复脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成。
9.根据权利要求4所述的发射设备，其中所述编码器以n比特串行格式编码比特串的形式输出n比特编码比特串，以及其中所述发射单元包含串并转换器，可操作来将由所述编码器输出的n比特串行格式编码比特串转换为n比特并行格式编码比特串，脉冲产生器，可操作来为由所述编码器输出的n比特并行格式编码比特串的每个编码比特重复地产生多个脉冲，从而输出n片并行格式重复脉冲串，多个脉冲根据每个编码比特的种类预先确定；以及并串转换器，可操作来将由所述脉冲产生器输出的n片并行格式重复脉冲串转换为n片串行格式重复脉冲串，从而顺序地发射n片串行格式重复脉冲串到通信路径，其中所述脉冲产生器根据由所述发射控制单元产生的控制信息，以如下方式确定构成n片重复脉冲串的每片重复脉冲的数目；包括在n片重复脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成。
10.根据权利要求4所述的发射设备，其中所述发射单元包含比特串产生器，可操作来重复由所述编码器编码的n比特编码比特串的每个比特多次；以及脉冲产生器，可操作来为由所述比特串产生器产生的n片重复比特串的每个比特产生脉冲，所述脉冲根据每个比特的种类预先确定，从而发射产生的脉冲到通信路径，其中所述比特串产生器根据由所述发射控制单元产生的控制信息，以如下方式确定构成n片重复比特串的每片重复比特的数目包括在n片重复比特串中的比特总计(k*m)个，并且n片重复比特串中至少两片由不同数目的重复比特组成。
11.根据权利要求10所述的发射设备，其中所述发射控制单元可操作来发射由所述比特串产生器产生的n片重复比特串的重复比特的数目作为比特串信息。
12.一种超宽带通信系统中可使用的接收设备，该系统通过发送重复脉冲串到通信路径进行通信，所述接收设备包含接收单元，可操作来接收发射信号作为n片接收重复脉冲串，发射信号是n片重复脉冲串，其发射是在k比特信息比特串以编码率(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)编码为n比特编码比特串，并且随后n比特编码比特串转换为n片重复脉冲串之后脉冲波形相关器，可操作来分别将组成n片接收重复脉冲串的脉冲与预先确定的模板波形相关，从而输出对应于n片接收重复脉冲串的n片重复相关值串；接收控制单元，可操作来根据预先接收的脉冲串信息或比特串信息，输出n片重复数，用于由所述脉冲波形相关器输出的n片重复相关值串；积分器，可操作来根据由所述接收控制单元输出的n片重复数，将由所述脉冲波形相关器输出的n片重复相关值串分为n个间隔，并且对每个分割的间隔积分n片重复相关值串，从而输出n个积分值；译码器，可操作来根据由所述积分器输出的n个积分值对n片接收重复脉冲串作软判决，从而输出对n比特的软判决结果；以及判决单元，可操作来根据由所述译码器输出的对n比特的软判决结果，在译码中对n片接收脉冲串作硬判决，从而输出k比特信息比特串作为译码的信息信号。
13.一种超宽带通信系统中可使用的收发设备，该系统通过发送重复脉冲串到通信路径进行通信，所述收发设备包含编码器，可操作来将k比特信息比特串以编码率(k/n)(“k”是不小于1的自然数，并且“n”是不小于2的自然数)编码为n比特编码比特串，条件是按信息比特的每一比特发射m片脉冲(“m”是不小于2的自然数)，并且编码率是(k/n)；发射单元，可操作来根据由所述编码器编码的n比特编码比特串产生n片重复脉冲串，从而顺序地发射n片重复脉冲串到通信路径；发射控制单元，可操作来产生控制信息，其有关包括在由所述发射单元发射的n片重复脉冲串的每串中的重复脉冲数；接收单元，可操作来通过通信路径接收n片重复脉冲串，作为n片接收重复脉冲串；脉冲波形相关器，可操作来分别将组成n片接收重复脉冲串的脉冲与预先确定的模板波形相关，从而输出对应于n片接收重复脉冲串的n片重复相关值串；接收控制单元，可操作来根据预先接收的脉冲串信息或比特串信息，输出n片重复数，用于由所述脉冲波形相关器输出的n片重复相关值串；积分器，可操作来根据由所述接收控制单元输出的n片重复数，将由所述脉冲波形相关器输出的n片重复相关值串分为n个间隔，并且对每个分割的间隔积分n片重复相关值串，从而输出n个积分值；译码器，可操作来根据由所述积分器输出的n个积分值对n片接收重复脉冲串作软判决，从而输出对n比特的软判决结果；以及判决单元，可操作来根据由所述译码器输出的对n比特的软判决结果，在译码中对n片接收脉冲串作硬判决，从而输出k比特信息比特串作为译码的信息信号，其中包括在由所述发射单元发射的n片重复脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成，以及其中包括在由所述接收单元接收的n片接收脉冲串中的脉冲总计(k*m)个，并且n片重复脉冲串中至少两片由不同数目的重复脉冲组成。
全文摘要
本发明的发射设备包含编码器(20)；发射单元(100)，包括脉冲产生器(30)和并串转换器(50)；发射控制单元(40)；以及天线(90)。脉冲产生器(30)包含第一脉冲串产生器(31)、第二脉冲串产生器(32)…以及第n脉冲串产生器(33)。从信息信号源(10)输入k比特信息比特串。编码器(20)以编码率(k/n)将k比特信息比特串编码为n比特编码比特串。脉冲产生器(30)产生对应于n比特编码比特串的n片重复脉冲串。天线(90)按UWB－IR发射n片重复脉冲串。
文档编号H04L1/08GK1918808SQ200580004459
公开日2007年2月21日 申请日期2005年8月30日 优先权日2004年9月2日
发明者山本尚武 申请人:松下电器产业株式会社