[发明专利]借助超宽带传输进行无线电传输的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无线电传输消息符号的方法，所述消息符号作为宽带发送信号通过UWB发送器发送。UWB代表公知的超宽带传输(UWB-ultra wide band(超宽带))，正如其例如以也作为标准IEEE 802.15.4a的形式定义的那样。因此宽带发送信号借助脉冲相位调制(英语：PPM-pulseposition modulation)产生并且因此具有带有许多被调制的频率线的线谱。脉冲相位调制相应于其英语名称也称为脉冲位置调制。属于本发明的还有借助超宽带传输进行无线电传输的系统和用于该系统的接收器。

背景技术

下面根据图1详细说明脉冲相位调制。所示出的是一个图表，其中在时间t上绘制UWB发送器的控制信号s，通过该控制信号s例如能够控制用于产生电磁无线电信号的振荡器。在脉冲相位调制的情况下可以通过UWB发送器把消息符号12、12’的序列10作为脉动或者脉冲14、14’的序列来表示，它们在预先给定的发送栅格或者时间栅格16内时移地发送。在此每一个脉冲14、14’的时移依赖于相应的消息符号12，该消息符号12通过脉冲14、14’来表示。例如如果传输二进制信号，则发送器的可能消息符号的所谓字母能够由消息符号“0”(图1中配备有附图标记12)和“1”(附图标记12’)组成。为传输由零和一组成的序列，于是可以分别为消息符号“0”在与时间栅格16重合的时刻发送脉冲14。然后消息符号“1”可以与其不同地分别通过脉冲14’来表示，该脉冲14’移动半个栅格持续时间22地被发送，如在图1中通过移动20说明的那样。通过时间栅格16定义载波频率或者栅格频率frep，它的倒数1/frep相应于栅格持续时间22，当不使用附加的编码措施、例如加扰(Scrambling)时，以该栅格持续时间22发送相同消息符号12、12’的两个彼此相继的脉冲14、14’。用于消息符号“1”的时移20于是可以同样相应于1/(2frep)。单个脉冲的时间信号例如可以分别是具有预先给定宽度的矩形脉冲或者(如图1的例子中)也可以是其它形状的脉冲14、14’。实际的电磁发送信号还可以通过调制移动到高频的频率范围中，例如在1和10GHz之间，但是这对于阐述本发明是无关的。

所述基于脉冲的传输针对需要节能和低成本解决方案的应用。例如利用该传输可以仅用微小的能量消耗就能够运行无线传感器。此外使用较窄并且从而宽带的脉冲使得能够实现较为稳健的数据传输，因为通过多路展宽的抹消效果(衰退)比在窄带传输技术的情况下具有明显更小的影响。

但是基于脉冲的UWB通信的一个缺点是，在接收侧需要比较复杂的接收电路。需要用于单个脉冲信号的相关接收器，借助于该相关接收器能够标识单个脉冲并且识别其在时间栅格中的位置。这在电路技术方面非常耗费。

发明内容

本发明的一个任务是，提供在电路技术上能够简单地实现的UWB通信装置。

该任务通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求10所述的系统和根据权利要求11所述的接收器来解决。本发明的有利的扩展方案通过从属权利要求给出。

因此本发明的方法基于利用UWB发送器对消息符号进行无线电传输，所述UWB发送器从消息符号中借助脉冲相位调制以开始时提到的方式产生宽带发送信号。在此对于本发明重要的方面是，这样的发送信号具有带许多频率线的线谱，因为周期地以栅格频率发送的脉冲序列具有线谱。由于单个脉冲在时间栅格中的可能时移、例如时移半个栅格持续时间，因此得出不完美的周期信号。在这里本发明所基于的重要认识是，脉冲相位调制的宽带发送信号的谱另外也具有线谱。通过时移，在这里与等距脉冲序列的谱相比仅频率线中的一些通过脉冲相位调制被改变。每一条通过脉冲相位调制与未调制的线谱相比改变了的频率线在这里称为经调制的频率线。根据所使用的脉冲相位调制的类型，这些频率线被展宽或者被分到由多条小的频率线组成的组中。

根据本发明的方法，不再次从发送信号中通过接收器重建脉冲序列的时间信号，以便确定所发送的消息符号。因为这将会意味着，在发送信号的全部带宽中处理该发送信号。替代于此地，通过接收器接收该发送信号，该接收器仅从经调制的频率线之一中获得窄带信号。该窄带信号总共包括一个带宽，该带宽相应于时间栅格的栅格频率的两倍以下，该时间栅格是UWB发送器的脉冲相位调制的基础。该带宽在这里称为窄带的。窄带信号的谱宽度显著小于发送信号的总带宽，它可以大于栅格频率的十倍。相应地这里把“宽带的”理解为一个至少相应于栅格频率的五倍的谱范围。