[实用新型]短距离无线扩频通信系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种短距离无线扩频通信系统，特别涉及一种短距离无线扩频通信系统的接收、发送装置。

背景技术

扩展频谱技术又称扩频技术是近年发展非常迅速的一种技术，将其用于无线局域网中，必将使系统的各项性能得到改善，已成为无线局域网中不可缺少的一种技术。它不仅在军事通信中发挥出了不可取代的优势，而且广泛地渗透到了通信的各个方面，如卫星通信、移动通信、微波通信、无线定位系统、无线局域网、全球个人通信等。

扩频技术就是把要传送的窄带信号扩展到比原频带宽很多的频带上，使其功率谱密度大大降低，将信号淹没在噪声中，在接收端，用相关接收的方法将宽带信号恢复成窄带信号。对干扰或其它信号，由于不相关，在接收机中被展宽到很宽的频带上，使之进入接收机通带内的干扰功率非常小，从而抑制掉干扰，准确、安全的完成通信。

扩频通信的理论基础是通信理论中具有重要意义的香农公式，它可以表示为：C＝B·Log₂(1+S/N)。式中：C是信道容量、单位为比特每秒(bps)，它是在理论上可接受的误码率(BER)下所允许的最大数据速率；B是要求的信道带宽，单位是Hz；S/N是信噪比。C表示通信信道所允许的信息量，也表示了所希望得到的性能，带宽(B)则是付出的代价，因为频率是一种有限的资源，S/N表示周围的环境或者物理特性(障碍物、干扰发射台、冲突等)。当用于恶劣环境(噪声和干扰导致极低的信噪比)时，从上式可以看出：需要提高信号带宽(B)来维持或提高通信的性能，甚至于信号的功率可以低于噪声基底。扩大传输带宽可以增大信道容量，但是扩大传输频带宽度也不可能使信道容量无限增加。

扩频通信与一般无线电通信系统相比，主要是在发送端增加了扩频调制，而在接收端增加了扩频解调的过程。在发送端利用一组速率远高于信号速率的伪随机噪声码对原信号码进行扩频调制，一般是将信号展宽到几兆的频带上，然后将扩频后的信息调制到空间传输的载频上进行发送。在接收端利用相同的伪随机码进行解扩，把铺开的信号能量从宽带上收拢回来。凡是与伪随机码码相关的宽带信号经解调还原为原来的窄带信号，而其它与伪随机码码不相关的宽带噪声仍然维持宽带。解调以后的窄带信号再经过窄带滤波后，分离出有用信号，这样使信噪比得以大大提高，误码率则降低。

与规则的窄带技术相比，由于扩频占用更宽的频带，浪费了有限的频率资源。然而，所占用的频带可以通过多用户共享同一扩大了的频带得到补偿，多个用户只要配对使用自己的扩频编码，就可以互不干扰的同时使用同一频率通信，从而实现了频率复用。

但是，现有的短距离无线通信系统在数据发送和接收不够稳定、不可靠的，而且系统功耗大、成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能稳定、可靠地发送和接收数据的短距离无线扩频通信系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种短距离无线扩频通信系统，包含：

接口控制单元，用于实现外部MCU和内部控制信号的传递和交互；

与接口控制单元相连的中央控制单元，控制发射机单元和接收机单元的信号；

与中央控制单元相连的发射机单元；

与中央控制单元相连的接收机单元；

与中央控制单元相连的功率控制单元，动态调整系统的功率；

与中央控制单元相连的射频控制单元，对射频电路时序的配置和动态调整射频电路内部寄存器的参数。

其中，所述发射机单元包括：

与中央控制单元相连的帧处理和CRC校验单元，用于判别数据帧和控制帧；

与帧处理单元相连的卷积编码单元；

与卷积编码单元相连的块交织单元；

与块交织单元相连的串并转换单元，输出两路数据流；

两路数据流与伪码发生器的码信号相加的信号扩频单元；和

接收扩频信号的成形滤波器。

所述伪码发生器的码信号是63位Gold码信号。

所述接收机单元包括：

用于实现同步的匹配滤波器；

选择Gold码与接收码流相加实现解扩的伪码发生器；

从两输入端输入相加后信号的并串转换单元；

与并串转换单元相连的解交织单元；

与解交织单元相连的译码单元；

与译码单元、中央控制单元相连的解帧和CRC校验单元；和

与中央控制单元相连的同步模块，控制匹配滤波器和伪码发生器的同步。

外部射频电路与射频控制单元相连。