专利名称：使用脉冲解码的通信方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及在发送机和接收机之间通过信道进行的通信。它可以应用于电信、记录、数据存储和控制。
随着电子技术的发展，已经确定在宽频谱上以调制频率发送射频信号是可能且实用的，该宽频谱包括从亚声频频率到微波频率范围。然而，迄今还没有一种利用这种能力的调制和解调技术出现。
发明内容
根据本发明，对应于编码字母表信息字符的任何物理形式的信号是作为定义符号的模拟波形(该波形以符号速率周期循环)发送给通信信道，并随后当信号被接收机接收时，该信号就转换为多组由静默分隔的脉冲，其中每组脉冲映射为与编码字母表字符对应的计数。这些脉冲组由任意持续时间的静默分隔，该持续时间大于单独脉冲之间的时间。这些脉冲具有大于符号频率的脉冲速率。该系统允许但不是要求相对较窄带宽信号的通信。
本发明是一种基带调制以及直接解调方法和相关系统。它的优势在于它不需要完整的表征或由接收机提取符号，因而可以实用简易的检测器和解码器。而且，不需要或没有在载波上施加信息或载波恢复的概念。同样，也没有频率转换或在中频频带中检测的概念。
本发明不仅可以应用于电磁发送和接收，还可以无论是否相关以任意能量形式使用。
通过结合附图的下述详细描述参考，就能更好地理解本发明。
图1是根据本发明的通信系统的框图。
图2示例了用于表示符号的任意模拟波形。
图3说明对应于结合图2讨论的波形部分的脉冲实例。
图4是根据本发明的接收机的简化示意图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的通信系统10的框图。系统100包括通过信道20耦合的发送机12和接收机22。发送机12接收数据流14，并且通过输出16发送模拟输出波形18，该波形由符号序列形式x(t)表示。信道20代表了在发送机和接收机之间对所发送信号x(t)的所有损害，包括噪声。因此，给出下述发送映射函数y(t)＝f(x(τ)，t) (1)根据本发明的接收机22以脉冲组形式产生输出或P(t)，如下所述，它将提供给判定装置26。判定装置26将数据流14的表示恢复为数据流14’。这可以例如通过计算每个组中的脉冲，并将每个组脉冲的脉冲计数映射到由系统字符集建立的字符。
参照图2，示出符号18的序列。符号18是一种任意的模拟波形，它可以是正弦波、斜波、锯齿波、方波、非对称波或具有针对信道的α先验特性进行优化所选择的形状的波形，或这些符号的任意组合。每个符号都用信息(例如可能影响形状的任何东西，包括但不局限于振幅、频率、斜率、相位和它们的任意组合)进行编码。
符号18由发送机12进行编码。发送机将字符集的每个信息字符或值的字母与至少一个提供给信道20的符号形状映射。在字符和符号之间通常是一一对应的关系。最简单的字符集是二进制集“1”和“0”或“真”和“假”，除由自然法则对每符号位数施加的实际限制外，对字符集中的字符数目并没有限制。字符集中存在越多的字符，在噪声面前，给定的能量水平的稳健性就越低。符号速率相对于从中提取的脉冲串而言，通常相对较慢。
参照图3，示出根据本发明的脉冲P(t)组24的表示。每个符号映射给单组脉冲24。这样，出于编码目的，脉冲生成的速率必须大于预期脉冲生成的速率。静默持续时间加上脉冲串持续时间对应于符号的持续时间28。然而，静默是大于单独脉冲之间时间的任意持续时间。这样，假设打算实时进行解码，每组脉冲就能在符号持续时间中的任意时间开始或终止。这样，每个脉冲组中的脉冲数可以很容易地对应于由符号表示的脉冲串所对应的信息字符，波形18可以具有许多与特定脉冲计数的不同映射。这就可以通过编码冗余提供进一步的稳健性。
参照图4，示出接收机22的基本电路。它包括两个元件Z 30和zD32。信号源34代表所接收的信号y(t)，在此表示为电压Vs。输出是P(t)。信号源34将波形提供给第一通用归一阻抗元件Z 30，它依次将输出提供给第二通用阻抗zD32。第一和第二通用阻抗Z 30和zD32的组合产生脉冲串输出P(t)。以电压和电流项来表述通用公式VD＝Vs-Z∫IDdt (2)ϵdIDdt=VD-Ψ(ID)---(3)]]>或ZdIDdt=Vs-VD---(4)]]>ϵdVDdt=ID-Ψ(VD)---(5)]]>公式4和5是公式2和3的对偶。这些公式描述了电流或电压波形到依据Ψ(.)合适选择的脉冲串的直接转换，其中Ψ(.)是阻抗元件ZD的传输特性。ε是较小的扰动参数。
本发明已经结合特定实施例进行了说明。对于本领域的熟练技术人员来说，其他实施例是很明显的。因而，除附加权利要求外，本发明并不受限于其他形式。
权利要求
1.一种用于在发送机和接收机之间通信的方法，其特征在于，包括产生对应于编码字母表信息字符的模拟波形，所述波形定义一个符号，所述波形以符号速率周期循环；为了产生所接收的信号，从所述发送机通过通信信道向所述接收机进行发送，由所述波形表征的信息源与所述符号匹配，所述通信信道具有包括噪声的信道特性；以及在所述接收机处从所述所接收信号中提取脉冲组形式的信息，所述脉冲由大于单独脉冲之间时间的任意持续时间的静默分隔，其中每个脉冲组中的脉冲数对应于由所述符号代表的所述信息字符之一，并且其中所述脉冲具有大于所述符号频率的脉冲速率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟波形是从由正弦波、斜波、非对称波、锯齿波、方波以及信道优化符号所组成的组中选出。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟波形包括不同波形类型的混合，所述类型包括随时间变化的信道优化符号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲具有相对于非振荡的至少0到最大的峰到峰幅度。
5.一种用于在发送机和接收机之间通信的系统，其特征在于，包括在所述发送机中用于产生对应于编码字母表信息字符的模拟波形的装置，所述波形定义一个符号，所述波形是以符号速率周期循环以及为了产生所接收的信号，用于传送由所述波形表征的与所述符号匹配的源信号的装置，所述通信信道具有包括噪声的信道特性；以及在所述接收机中用于从所述所接收信号中提取脉冲组形式的信息的装置，所述脉冲由大于单独脉冲之间时间的任意持续时间的静默分隔，其中每个脉冲组中的脉冲数对应于由所述符号代表的所述信息字符之一，并且其中所述脉冲具有大于所述符号频率的脉冲速率。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模拟波形是从由正弦波、斜波、非对称波、锯齿波、方波以及信道优化符号所组成的组中选出。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模拟波形包括不同波形类型的混合，所述类型包括随时间变化的信道优化符号。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脉冲具有相对于非振荡的至少0到最大的峰到峰幅度。
全文摘要
对应于编码字母表信息字符的任何物理形式的信号是作为定义符号的模拟波形(该波形以符号速率周期循环)发送给通信信道,并随后当信号被接收机接收时,该信号就转换为多组有静默分隔的脉冲,其中每组脉冲映射为对应于编码字母表字符的计数。这些脉冲组由任意持续时间的静默分隔,该持续时间大于单独脉冲之间的时间。这些脉冲具有大于符号频率的脉冲速率。该系统允许但不是要求相对较窄带宽信号的通信。
文档编号H04L27/02GK1375147SQ99816978
公开日2002年10月16日 申请日期1999年10月28日 优先权日1999年10月28日
发明者J·乔, 黎健民 申请人:新加坡国立大学