專利名稱：通信設(shè)備和通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信設(shè)備和通信方法，其中混沌信號用作擴(kuò)頻碼，并且更具體地說，涉及諸如CDMA(碼分多址)的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通過將信號能量擴(kuò)展到比信息的帶寬寬得多的帶寬而進(jìn)行通信的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)是眾所周知的。根據(jù)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，通過利用擴(kuò)頻碼來擴(kuò)展信號的頻譜。偽噪聲序列(PN序列)用作擴(kuò)頻碼。M序列(最大長度線性位移寄存器序列)是擴(kuò)頻碼的實(shí)例。使用由異或算術(shù)運(yùn)算兩個(gè)M序列的輸出獲得的黃金碼。
CDMA系統(tǒng)是利用能夠通過擴(kuò)頻碼在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中識別用戶的功能的多址訪問系統(tǒng)。盡管迄今以來，諸如M序列等等的PN序列通常被用作擴(kuò)頻碼，但已經(jīng)提議了利用混沌擴(kuò)頻碼的CDMA。數(shù)字構(gòu)成混沌擴(kuò)頻碼的技術(shù)已經(jīng)在JP-A-2003-140885中公開。
通過利用混沌擴(kuò)頻碼實(shí)現(xiàn)諸如CDMA的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的通信的要點(diǎn)已經(jīng)公開在JP-B-3234202中。
上述專利文獻(xiàn)中公開的混沌CDMA是一種系統(tǒng)，它利用混沌擴(kuò)頻碼代替現(xiàn)有的諸如M序列等的PN序列，并且向一個(gè)用戶分配一個(gè)擴(kuò)頻碼。因此，它被認(rèn)為使用正交調(diào)制以便有效地利用信道。但是，根據(jù)常規(guī)結(jié)構(gòu)，存在這樣一個(gè)問題，就是除了擴(kuò)頻單元或者反向擴(kuò)頻單元之外，調(diào)制器或者解調(diào)器也是正交調(diào)制和解調(diào)所必需的。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通信設(shè)備和通信方法，其中抑制硬件規(guī)模的提高，并且能夠有效地利用通信信道。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，提供一種通信設(shè)備，它通過用發(fā)送數(shù)據(jù)與混沌擴(kuò)頻碼相乘進(jìn)行擴(kuò)頻，并且發(fā)送擴(kuò)頻輸出，所述通信設(shè)備包括第一和第二擴(kuò)頻單元；以及發(fā)送單元，其被輸入第一和第二擴(kuò)頻單元的輸出信號，其中輸入到第一擴(kuò)頻單元的第一混沌擴(kuò)頻碼和輸入到第二擴(kuò)頻單元的第二混沌擴(kuò)頻碼彼此正交，也就是說，第一和第二混沌擴(kuò)頻碼的歸一化相關(guān)系數(shù)的絕對值等于或小于0.3。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，提供一種通信方法，它通過彼此正交的第一和第二混沌擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，提供一種通信設(shè)備，用于接收發(fā)送數(shù)據(jù)，所述發(fā)送數(shù)據(jù)是通過用第一和第二混沌擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻的第一和第二擴(kuò)頻輸出構(gòu)造的，其中第一和第二混沌擴(kuò)頻碼彼此正交，也就是說，第一和第二混沌擴(kuò)頻碼的歸一化相關(guān)系數(shù)的絕對值等于或小于0.3，所述通信設(shè)備包括接收單元，用于接收第一和第二擴(kuò)頻輸出；第一和第二反向擴(kuò)頻單元，用于分別用第一和第二混沌擴(kuò)頻碼對接收單元接收的第一和第二擴(kuò)頻輸出反向擴(kuò)頻；以及同步部件，用于將第一和第二混沌擴(kuò)頻碼與發(fā)送側(cè)同步。
根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，提供一種通信方法，它利用同步到發(fā)送側(cè)并且彼此正交的第一和第二混沌擴(kuò)頻碼進(jìn)行反向擴(kuò)頻。
對于各個(gè)實(shí)施例中的正交，當(dāng)?shù)谝缓偷诙煦鐢U(kuò)頻碼的歸一化相關(guān)系數(shù)的絕對值等于或小于0.3時(shí)，判定那些碼彼此正交。
根據(jù)本發(fā)明，由于第一和第二混沌擴(kuò)頻碼彼此正交，因此，分別用第一和第二混沌擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻的擴(kuò)頻輸出通過同一信道發(fā)送，并且在接收側(cè)上，通過用同步的第一和第二混沌擴(kuò)頻碼進(jìn)行反向擴(kuò)頻，就能夠解調(diào)發(fā)送數(shù)據(jù)。由于除擴(kuò)頻單元之外，正交調(diào)制的調(diào)制器變?yōu)椴槐匾模虼四軌蚝喕布?br>

圖1是顯示能夠應(yīng)用本發(fā)明的利用混沌擴(kuò)頻碼的通信系統(tǒng)的方框圖；圖2是用于解釋圖1的波形圖；圖3是顯示二次Chebyshev多項(xiàng)式的映射的示意圖；圖4是用于產(chǎn)生混沌擴(kuò)頻碼的混沌序碼發(fā)生器的實(shí)例的方框圖；圖5是用于產(chǎn)生混沌擴(kuò)頻碼的混沌序碼發(fā)生器的另一個(gè)實(shí)例的方框圖；圖6是根據(jù)正交調(diào)制的傳統(tǒng)發(fā)送設(shè)備的實(shí)例的方框圖；圖7是給出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通信設(shè)備的方框圖；圖8是顯示通過彼此正交的混沌擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻的兩個(gè)輸出波形的測量結(jié)果的示意圖；圖9是顯示通過彼此正交的混沌擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻的輸出信號的頻譜的測量結(jié)果的示意圖；以及圖10是顯示發(fā)送波形和接收波形的測量結(jié)果的示意圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。為了容易地理解本發(fā)明，將參考圖1解釋已經(jīng)提議的利用混沌擴(kuò)頻碼的CDMA(在下文中適當(dāng)?shù)胤Q為混沌CDMA)。參考數(shù)字1a表示將由發(fā)射機(jī)A發(fā)送的數(shù)據(jù)序列Da的輸入端，而1b表示將由發(fā)射機(jī)B發(fā)送的數(shù)據(jù)序列Db的輸入端。盡管圖1的實(shí)例中顯示兩個(gè)發(fā)射機(jī)的實(shí)例，但本發(fā)明也能夠應(yīng)用于三個(gè)或更多發(fā)射機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)的情況。
數(shù)據(jù)Da和Db分別提供給擴(kuò)頻單元2a和2b以便直接進(jìn)行擴(kuò)頻?；煦鐢U(kuò)頻碼a(n)從輸入端3a輸入到擴(kuò)頻單元2a。數(shù)據(jù)Da和混沌擴(kuò)頻碼a(n)在擴(kuò)頻單元2a中相乘。另一混沌擴(kuò)頻碼b(n)從輸入端3b輸入到擴(kuò)頻單元2b。數(shù)據(jù)Db和混沌擴(kuò)頻碼b(n)在擴(kuò)頻單元2b中相乘。擴(kuò)頻單元2a和2b的輸出由加法器4累加，并且累加信號經(jīng)過發(fā)送單元5，并且從發(fā)送輸出端6發(fā)送到諸如有線、無線方式、光纜等的傳輸路徑7(用虛線顯示)。發(fā)送單元5用與傳輸路徑7對應(yīng)的天線、諸如LAN(局域網(wǎng))等的接口實(shí)現(xiàn)。
通過傳輸路徑7發(fā)送的信號從接收輸入端11提供給接收單元12。接收單元12用與發(fā)送單元5對應(yīng)的天線、諸如LAN(局域網(wǎng))等的接口實(shí)現(xiàn)。接收單元12的輸出提供給反向擴(kuò)頻單元13a。當(dāng)設(shè)想對應(yīng)于發(fā)射機(jī)A的接收機(jī)時(shí)，從輸入端14a將混沌擴(kuò)頻碼a(n)輸入到反向擴(kuò)頻單元13a。通過相關(guān)檢測獲得利用與用于擴(kuò)頻的相同的混沌擴(kuò)頻碼a(n)的同步，或者從以安全方式單獨(dú)發(fā)送的信息獲得同步。
在反向擴(kuò)頻單元13a中，接收數(shù)據(jù)和混沌擴(kuò)頻碼a(n)相乘，并且用積分和閾值處理單元15對乘法結(jié)果進(jìn)行處理。對發(fā)射機(jī)A的數(shù)據(jù)Da解碼，并且從積分和閾值處理單元15提取到輸出端16。
圖2A給出例如，發(fā)送數(shù)據(jù)Da和Da是“-1”和“1”的二進(jìn)制信號。數(shù)據(jù)可以是“0”和“1”的二進(jìn)制信號。圖2B顯示混沌擴(kuò)頻碼a(n)，其中幅值的平方和(功率)是恒定的。混沌擴(kuò)頻碼的值是一種多值。數(shù)據(jù)Da和混沌擴(kuò)頻碼a(n)在擴(kuò)頻單元2a中相乘，并且獲得圖2C所示的擴(kuò)頻之后的數(shù)據(jù)。與數(shù)據(jù)的位長L相比，混沌擴(kuò)頻碼a(n)的周期(片長)1設(shè)置為一個(gè)適當(dāng)?shù)闹怠?br> 混沌擴(kuò)頻碼利用Chebyshev多項(xiàng)式由混沌映射形成。第p階的Chebyshev多項(xiàng)式用以下公式(1)定義。
Tp(cosθ)＝cos(pθ) ...(1)通過利用此Chebyshev多項(xiàng)式作為映射獲得擴(kuò)頻碼序列。例如，當(dāng)p＝2時(shí)，Tp(x)表示為T2(x)＝2x2-1...(2)獲得擴(kuò)頻碼序列的映射如所示利用如下公式(3)并且在圖3中給出。
Xn+1＝2xn2-1...(3)從這種映射獲得的序列與用于現(xiàn)有CDMA系統(tǒng)的黃金碼序列比較，具有極好的相關(guān)特性。黃金碼序列是通過用異或門算術(shù)運(yùn)算兩個(gè)不同的M序列的輸出獲得的序列。
混沌擴(kuò)頻碼發(fā)生器具有其中用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)用公式(3)給出的映射的結(jié)構(gòu)。為了縮小電路規(guī)模，比執(zhí)行浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算的情況更有利是用定點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算。但是，如果按照原樣用定點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算執(zhí)行映射，則出現(xiàn)其中獲得短周期方案或定點(diǎn)的問題。
為了避免這種問題，通過利用稱為“比特治理(bit harnessing)”的方法產(chǎn)生混沌擴(kuò)頻碼序列。圖4顯示利用比特治理的混沌擴(kuò)頻碼發(fā)生器的實(shí)例(例如階數(shù)等于2)。在圖4中，寄存器21提供初始值。初始值是大于-1小于1的范圍中的實(shí)數(shù)序列。
參考數(shù)字22表示Chebyshev映射單元，用于根據(jù)公式(3)從來自寄存器21的數(shù)據(jù)Xn算術(shù)運(yùn)算數(shù)據(jù)Xn+1。Chebyshev映射單元22可通過計(jì)算機(jī)用多項(xiàng)式算術(shù)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)，或者通過加法/減法電路和乘法器的組合來實(shí)現(xiàn)。指定階數(shù)的值可輸入到Chebyshev映射單元，代替固定Chebyshev多項(xiàng)式的階數(shù)。Chebyshev映射單元22的輸出數(shù)據(jù)Xn+1存儲(chǔ)在寄存器23中。
存儲(chǔ)在寄存器23中的數(shù)據(jù)的LSB(最低有效位)提供給“異或”門24。提供來自黃金碼發(fā)生器25的黃金碼，作為“異或”門24的另一個(gè)輸入。
不同于寄存器23的LSB的比特和“異或”門24的輸出比特存儲(chǔ)在寄存器26中。寄存器26的輸出作為預(yù)定位長的混沌擴(kuò)頻碼而輸出，反饋到寄存器21，并且用于產(chǎn)生下一個(gè)碼。
用諸如如上所述的黃金序列的隨機(jī)數(shù)序列隨機(jī)化LSB的方法被稱作“比特治理”。通過比特治理，與不執(zhí)行比特治理的情況比起來，輸出序列的周期能夠延長幾倍到數(shù)十倍，因此能夠產(chǎn)生更合乎需要的混沌擴(kuò)頻碼序列。
圖5給出混沌擴(kuò)頻碼序列發(fā)生器的另一個(gè)實(shí)例。利用算術(shù)運(yùn)算電路22a對寄存器21中的初始值求平方，并且將Xn2存儲(chǔ)在寄存器23a中。將寄存器23a的輸出的LSB和黃金碼發(fā)生器25產(chǎn)生的黃金碼提供給“異或”門24，進(jìn)行隨機(jī)化，并且存儲(chǔ)在寄存器26a中。寄存器26a的輸出提供給算術(shù)運(yùn)算電路22b并且乘以2。通過從乘法結(jié)果減去“1”，獲得2Xn2-1，并將其存儲(chǔ)在寄存器23b中。將寄存器23b的輸出的LSB和黃金碼發(fā)生器28產(chǎn)生的黃金碼提供給加法器27，進(jìn)行隨機(jī)化，并且存儲(chǔ)在寄存器26b中。從寄存器26b獲得混沌擴(kuò)頻碼。通過執(zhí)行“異或”門24的過程和加法器27的過程，能夠進(jìn)一步擴(kuò)展輸出序列的周期。
也能夠用軟件執(zhí)行如上所述的混沌擴(kuò)頻序列的產(chǎn)生。在此情況下，順序地執(zhí)行以下步驟其中輸入初始值并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的步驟；用Chebyshev映射執(zhí)行一次映射或者分開多次執(zhí)行映射的步驟；執(zhí)行比特治理過程的步驟(隨機(jī)化諸如LSB等的預(yù)定比特)；以及用于輸出構(gòu)成的序列并將其返回到存儲(chǔ)單元的過程。此外，這種方法可以作為程序存儲(chǔ)在能夠由計(jì)算機(jī)讀出的存儲(chǔ)媒體中。
一般地，執(zhí)行數(shù)字調(diào)制和解調(diào)以便有效地利用頻率。例如，有一種作為一般方法的利用正交調(diào)制的方法。同樣，在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，迄今以來，它已經(jīng)與正交調(diào)制進(jìn)行了組合。圖6顯示其中擴(kuò)頻通信系統(tǒng)和正交調(diào)制組合的實(shí)例。在圖6中，參考數(shù)字31表示將由發(fā)射機(jī)A發(fā)送的數(shù)據(jù)序列D1的輸入端，并且參考數(shù)字41表示將由發(fā)射機(jī)A發(fā)送的數(shù)據(jù)序列D2的輸入端。
數(shù)據(jù)D1和D2分別提供給擴(kuò)頻單元32和42以便直接進(jìn)行擴(kuò)頻。從輸入端33將諸如M序列、黃金碼等等的PN序列輸入到擴(kuò)頻單元32。數(shù)據(jù)D1和PN序列在擴(kuò)頻單元32中相乘。不同于D1的PN序列的另一個(gè)PN序列從輸入端43輸入到擴(kuò)頻單元42。數(shù)據(jù)D2和另一個(gè)PN序列在擴(kuò)頻單元42中相乘。
擴(kuò)頻單元32的輸出提供給乘法器34并且擴(kuò)頻單元42的輸出提供給乘法器44。從載波發(fā)生器45將余弦波載波提供給乘法器34。通過將載波變換90°獲得正弦波載波，也就是說，將與余弦波載波正交的載波提供給乘法器44。從乘法器34和44輸出的調(diào)幅信號用加法器35累加。加法器35的輸出信號經(jīng)過發(fā)送單元35并且從發(fā)送輸出端36發(fā)送到諸如有線、無線方式、光纜等的傳輸路徑37(用虛線顯示)。發(fā)送單元35用與傳輸路徑37對應(yīng)的變頻器、天線、諸如有線或者無線LAN等的接口實(shí)現(xiàn)。
盡管未顯示，但在接收側(cè)上，從接收單元收到的接收信號復(fù)制載波。通過分別用復(fù)制的載波和通過將復(fù)制載波變換90°獲得的載波同步地檢測接收信號，能夠獲得數(shù)據(jù)序列D1和D2。
如圖6所示，如上所述，在傳統(tǒng)的正交調(diào)制中，除了用于擴(kuò)頻通信的發(fā)送數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻單元，單獨(dú)需要用于正交調(diào)制的乘法器。在將在下面解釋的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，由于用作擴(kuò)頻碼的混沌擴(kuò)頻碼彼此正交，因此用于正交調(diào)制的乘法器不再是必需的，并且能夠簡化調(diào)制和解調(diào)的結(jié)構(gòu)。
圖7顯示本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。在圖7中，參考數(shù)字31表示將由發(fā)射機(jī)A發(fā)送的數(shù)據(jù)序列D1的輸入端，并且參考數(shù)字41表示將由發(fā)射機(jī)A發(fā)送的數(shù)據(jù)序列D2的輸入端。盡管在圖6中未顯示，但也類似地構(gòu)造發(fā)送另一個(gè)發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)的發(fā)送設(shè)備。本發(fā)明不限于多址訪問，而是也能夠應(yīng)用于一對一通信關(guān)系的通信。
數(shù)據(jù)D1和D2分別提供給擴(kuò)頻單元32和42以便直接進(jìn)行擴(kuò)頻。混沌擴(kuò)頻碼c(n)從輸入端33輸入到擴(kuò)頻單元32。數(shù)據(jù)D1和混沌擴(kuò)頻碼c(n)在擴(kuò)頻單元32中相乘?；煦鐢U(kuò)頻碼d(n)從輸入端43輸入到擴(kuò)頻單元42。數(shù)據(jù)D2和混沌擴(kuò)頻碼d(n)在擴(kuò)頻單元42中相乘。用具有圖4或5所示的數(shù)字電路結(jié)構(gòu)的混沌序碼發(fā)生器產(chǎn)生混沌擴(kuò)頻碼c(n)和混沌擴(kuò)頻碼d(n)。
由加法器35累加擴(kuò)頻單元32和42的輸出。加法器35的輸出信號經(jīng)過發(fā)送單元36，并且從發(fā)送輸出端37發(fā)送到諸如有線、無線方式、光纜等的傳輸路徑38(用虛線顯示)。發(fā)送單元36用與傳輸路徑38對應(yīng)的變頻器、天線、諸如有線或無線LAN(局域網(wǎng))等的接口實(shí)現(xiàn)。例如，發(fā)送單元36用上變頻器和天線構(gòu)造，上變頻器用于將信號上變頻為2.4GHz的無線電信號。發(fā)送單元36可以執(zhí)行模擬調(diào)制?？赡艿氖抢眠@樣一種結(jié)構(gòu)，其中擴(kuò)頻單元32和42的輸出信號上變頻到彼此正交的預(yù)定頻率的載波，對上變頻輸出累加，并且從天線發(fā)送累加的信號。
在本實(shí)施例中，必要的是混沌擴(kuò)頻碼c(n)和d(n)彼此正交。對于這里提到的正交，當(dāng)?shù)谝换煦鐢U(kuò)頻碼c(n)和第二混沌擴(kuò)頻碼d(n)的歸一化相關(guān)系數(shù)的絕對值等于或小于0.3時(shí)，判定那些碼彼此正交。通過使設(shè)置在具有圖4或5所示數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)的混沌序碼發(fā)生器中的寄存器21中的初始值不同，能夠形成彼此正交的混沌擴(kuò)頻碼。不像圖6所示的常規(guī)結(jié)構(gòu)，由于混沌擴(kuò)頻碼c(n)和d(n)彼此正交，因此使得具有模擬電路結(jié)構(gòu)以便對彼此正交的載波調(diào)幅的正交調(diào)制單元不再是必需的，并且能夠簡化結(jié)構(gòu)。假定混沌擴(kuò)頻碼c(n)和d(n)的幅值的平方和恒定。
從接收輸入端51將通過傳輸路徑38發(fā)送的信號提供給接收單元52。接收單元52用對應(yīng)于發(fā)送單元35的天線、下變頻器、諸如LAN等的接口實(shí)現(xiàn)。接收單元52的輸出提供給反向擴(kuò)頻單元53和63。在假定對應(yīng)于發(fā)射機(jī)A的接收機(jī)時(shí)，混沌擴(kuò)頻碼c(n)從輸入端54輸入到反向擴(kuò)頻單元53，并且混沌擴(kuò)頻碼d(n)從輸入端64輸入到反向擴(kuò)頻單元63。分別利用與通過諸如相關(guān)檢測等的同步方法用于擴(kuò)頻的相同的混沌擴(kuò)頻碼c(n)和d(n)。
在反向擴(kuò)頻單元53中，接收數(shù)據(jù)和混沌擴(kuò)頻碼c(n)相乘，并且用積分和閾值處理單元55對乘法結(jié)果進(jìn)行處理。對發(fā)射機(jī)A的一個(gè)數(shù)據(jù)D1解碼，并且從積分和閾值處理單元55提取到輸出端56。在反向擴(kuò)頻單元63中，接收數(shù)據(jù)和混沌擴(kuò)頻碼d(n)相乘，并且用積分和閾值處理單元65對乘法結(jié)果進(jìn)行處理。對發(fā)射機(jī)A的另一數(shù)據(jù)D2解碼，并且從積分和閾值處理單元65提取到輸出端66。
相對于上述實(shí)施例，在數(shù)據(jù)D1和D2是具有相同正幅度的數(shù)據(jù)的情況下發(fā)送數(shù)據(jù)的波形的觀察結(jié)果在圖8中給出。也就是說，圖8顯示用示波器觀察通過D/A變換擴(kuò)頻單元32和42的輸出端上的信號而獲得的信號的波形的情況的結(jié)果。在此實(shí)例中，在上一級顯示的波形是擴(kuò)頻單元32的輸出模擬波形，并且在下一級顯示的波形是擴(kuò)頻單元42的輸出模擬波形。在上一級的波形中，大的正值延續(xù)。在下一級的波形中，大的負(fù)值延續(xù)。那些部分中的各個(gè)部分添加了標(biāo)題以便容易地獲得同步并且在觀察時(shí)容易地產(chǎn)生觸發(fā)，并且不涉及混沌碼。
圖9顯示已經(jīng)用發(fā)送單元36上變頻到2.4GHz頻帶的RF信號的輸出的頻率特性。中心頻率等于2.45GHz。將從圖9來理解發(fā)射信號的頻譜已經(jīng)擴(kuò)頻的狀態(tài)。
此外，在發(fā)射信號由接收單元52接收的情況下的發(fā)送波形和接收波形顯示在圖10中以便比較。在圖10中，上一級顯示的波形是擴(kuò)頻單元32的輸出模擬波形(發(fā)送波形)，而下一級顯示的波形是接收并且提供給反向擴(kuò)頻單元53的模擬波形(接收波形)。如圖10所示，發(fā)送波形和接收波形幾乎一樣，并且數(shù)據(jù)D1能夠通過用在發(fā)送時(shí)使用的混沌擴(kuò)頻碼c(n)反向擴(kuò)頻而獲得。
本發(fā)明不限于上述本發(fā)明的實(shí)施例等，并且各種修改和應(yīng)用在本發(fā)明的范圍內(nèi)都是可能的，并不背離本發(fā)明的精神。例如，盡管彼此正交的兩個(gè)混沌擴(kuò)頻碼已經(jīng)用于上述實(shí)例，但也可能通過彼此正交的更多的，例如四個(gè)混沌擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻。
根據(jù)本發(fā)明，通過用彼此正交的混沌擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻，能夠改進(jìn)信道利用效率。由于除擴(kuò)頻單元之外，用于正交調(diào)制的調(diào)制單元或解調(diào)單元是不必要的，因此能夠簡化硬件的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種通信設(shè)備，它通過用發(fā)送數(shù)據(jù)乘以混沌擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻，并且發(fā)送擴(kuò)頻輸出，所述通信設(shè)備包括第一和第二擴(kuò)頻單元；以及發(fā)送單元，向其輸入所述第一和第二擴(kuò)頻單元的輸出信號，其中輸入到所述第一擴(kuò)頻單元的第一混沌擴(kuò)頻碼和輸入到所述第二擴(kuò)頻單元的第二混沌擴(kuò)頻碼彼此正交，也就是說，所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼的歸一化相關(guān)系數(shù)的絕對值等于或小于0.3。
2.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼的幅值的平方和是恒定的。
3.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中用混沌擴(kuò)頻碼發(fā)生器形成所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼，所述混沌擴(kuò)頻碼發(fā)生器包括存儲(chǔ)單元，其中設(shè)置初始值；映射單元，用于執(zhí)行一次映射，其中根據(jù)Chebyshev多項(xiàng)式的映射已經(jīng)應(yīng)用于從所述存儲(chǔ)單元輸出的值，或者用于分開多次執(zhí)行所述映射；隨機(jī)化部件，用于對所述映射單元的輸出的最低有效位進(jìn)行隨機(jī)化；以及路徑，用于輸出包括所述隨機(jī)化的最低有效位的所述映射單元的輸出，作為所述混沌擴(kuò)頻碼，以及將所述輸出返回到所述存儲(chǔ)單元，并使所述初始值在所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼之間不同。
4.如權(quán)利要求1所述的碼分多址通信設(shè)備，其中用所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼識別用戶。
5.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述發(fā)送單元是無線電發(fā)送單元，用于累加所述第一和第二擴(kuò)頻單元的輸出信號，將累加的輸出上變頻到預(yù)定載波頻率，以及從天線發(fā)送上變頻輸出。
6.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述發(fā)送單元是無線電發(fā)送單元，用于將所述第一和第二擴(kuò)頻單元的各個(gè)輸出信號上變頻到具有預(yù)定頻率并且彼此正交的載波，以及累加上變頻輸出并從天線發(fā)送累加的輸出。
7.一種通信方法，它通過用發(fā)送數(shù)據(jù)乘以混沌擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻，并且發(fā)送擴(kuò)頻輸出，所述通信方法包括如下步驟分別用第一和第二混沌擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻所述發(fā)送數(shù)據(jù)，并且形成第一和第二擴(kuò)頻輸出；以及發(fā)送所述第一和第二擴(kuò)頻輸出，其中所述第一混沌擴(kuò)頻碼和所述第二混沌擴(kuò)頻碼彼此正交，也就是說，所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼的歸一化相關(guān)系數(shù)的絕對值等于或小于0.3。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼的幅值的平方和是恒定的。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼是用混沌擴(kuò)頻碼發(fā)生方法形成的，所述混沌擴(kuò)頻碼發(fā)生步驟包括在存儲(chǔ)單元中設(shè)置初始值；執(zhí)行一次映射，其中根據(jù)Chebyshev多項(xiàng)式的映射已經(jīng)應(yīng)用于從所述存儲(chǔ)單元輸出的值，或者分開多次執(zhí)行所述映射；隨機(jī)化映射輸出的最低有效位；以及輸出包括所述隨機(jī)化的最低有效位的映射輸出作為所述混沌擴(kuò)頻碼，以及將所述輸出返回到所述存儲(chǔ)單元，并使所述初始值在所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼之間不同。
10.如權(quán)利要求7所述的碼分多址通信方法，其中用所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼識別用戶。
11.如權(quán)利要求7所述的通信方法，還包括如下步驟累加所述第一和第二擴(kuò)頻輸出；將累加的輸出上變頻到預(yù)定載波頻率；以及從天線發(fā)送上變頻輸出。
12.如權(quán)利要求7所述的通信方法，還包括如下步驟將所述第一和第二擴(kuò)頻單元的各個(gè)輸出信號上變頻到具有預(yù)定頻率并且彼此正交的載波；以及累加上變頻輸出并從天線發(fā)送累加的輸出。
13.一種通信設(shè)備，用于接收發(fā)送數(shù)據(jù)，所述發(fā)送數(shù)據(jù)用已經(jīng)用第一和第二混沌擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻的第一和第二擴(kuò)頻輸出構(gòu)造，其中所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼彼此正交，也就是說，所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼的歸一化相關(guān)系數(shù)的絕對值等于或小于0.3，包括接收單元，用于接收所述第一和第二擴(kuò)頻輸出；第一和第二反向擴(kuò)頻單元，用于分別用所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼對所述接收單元接收的所述第一和第二擴(kuò)頻輸出進(jìn)行反向擴(kuò)頻；以及同步部件，用于將所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼與發(fā)送側(cè)同步。
14.如權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，其中所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼的幅值的平方和是恒定的。
15.如權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，其中用混沌擴(kuò)頻碼發(fā)生器形成所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼，所述混沌擴(kuò)頻碼發(fā)生器包括存儲(chǔ)單元，其中設(shè)置初始值；映射單元，用于執(zhí)行一次映射，其中根據(jù)Chebyshev多項(xiàng)式的映射已經(jīng)應(yīng)用于從所述存儲(chǔ)單元輸出的值，或者用于分開多次執(zhí)行所述映射；隨機(jī)化部件，用于對所述映射單元的輸出的最低有效位進(jìn)行隨機(jī)化處理；以及路徑，用于輸出包括所述隨機(jī)化的最低有效位的所述映射單元的輸出作為所述混沌擴(kuò)頻碼，并且將所述輸出返回到所述存儲(chǔ)單元，并使所述初始值在所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼之間不同。
16.如權(quán)利要求13所述的碼分多址通信設(shè)備，其中用所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼識別用戶。
17.如權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，其中所述接收單元具有天線，對所述天線的接收信號進(jìn)行下變頻，并且將所述下變頻的信號提供給所述第一和第二反向擴(kuò)頻單元。
18.一種接收發(fā)送數(shù)據(jù)的通信方法，所述發(fā)送數(shù)據(jù)用已經(jīng)用第一和第二混沌擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻的第一和第二擴(kuò)頻輸出構(gòu)造，其中所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼彼此正交，也就是說，所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼的歸一化相關(guān)系數(shù)的絕對值等于或小于0.3，包括接收步驟，接收所述第一和第二擴(kuò)頻輸出；第一和第二反向擴(kuò)頻步驟，分別用所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼對所述接收單元接收的所述第一和第二擴(kuò)頻輸出進(jìn)行反向擴(kuò)頻；以及同步步驟，將所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼與發(fā)送側(cè)同步。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼的幅值的平方和是恒定的。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中用混沌擴(kuò)頻碼發(fā)生方法形成所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼，所述混沌擴(kuò)頻碼發(fā)生方法包括如下步驟在存儲(chǔ)單元中設(shè)置初始值；執(zhí)行一次映射，其中根據(jù)Chebyshev多項(xiàng)式的映射已經(jīng)應(yīng)用于從所述存儲(chǔ)單元輸出的值，或者分開多次執(zhí)行所述映射；對映射輸出的最低有效位進(jìn)行隨機(jī)化處理；以及輸出包括所述隨機(jī)化的最低有效位的映射輸出作為所述混沌擴(kuò)頻碼，并且將所述輸出返回到所述存儲(chǔ)單元，并使所述初始值在所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼之間不同。
21.如權(quán)利要求18所述的碼分多址通信方法，其中用所述第一和第二混沌擴(kuò)頻碼識別用戶。
22.如權(quán)利要求18所述的通信方法，其中對天線的接收信號進(jìn)行下變頻，并且對所述下變頻的信號進(jìn)行反向擴(kuò)頻。
全文摘要
混沌擴(kuò)頻碼c(n)輸入到擴(kuò)頻單元32。數(shù)據(jù)D1和c(n)在擴(kuò)頻單元32中相乘?；煦鐢U(kuò)頻碼d(n)輸入到擴(kuò)頻單元42。數(shù)據(jù)D2和d(n)在擴(kuò)頻單元42中相乘?；煦鐢U(kuò)頻碼c(n)和d(n)彼此正交。擴(kuò)頻單元32和42的輸出用加法器35累加，并且通過發(fā)送單元36發(fā)送到傳輸路徑38。通過使在數(shù)字電路結(jié)構(gòu)的混沌系列發(fā)生器中設(shè)置的初始值不同，有可能產(chǎn)生彼此正交的混沌擴(kuò)頻碼。當(dāng)混沌擴(kuò)頻碼c(n)和d(n)彼此正交時(shí)，有可能使模擬電路結(jié)構(gòu)的用于對正交載波調(diào)幅的正交調(diào)制單元不再是必需的。因此，有可能簡化結(jié)構(gòu)。
文檔編號H04B1/707GK1836382SQ20048002309
公開日2006年9月20日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者梅野健, 長谷川晃朗, 高明慧 申請人:獨(dú)立行政法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu), 獨(dú)立行政法人情報(bào)通信研究機(jī)構(gòu)