[发明专利]扩频通讯系统、空闲信道评估装置及相关方法

说明书

技术领域

本发明涉及扩频(Spread Spectrum，SS)通讯技术，尤指一种利用多个接收路径进行空闲信道评估(clear channel assessment，CCA)检测的扩频通讯系统、空闲信道评估装置及相关方法。

背景技术

扩频是将传输信号的频谱扩展成比其原始频宽更宽的频谱的一种通讯技术，常用于无线通讯领域。比较严格的定义则分成两个部分：一种为扩频调制之后，其信号传输频宽远大于原始信号；另一种为传输端会采用一个独特的码(code)，该码与传送数据是无关的，接收端也必须使用这个独特的码才能解扩频以获得传输端的数据，而常见的扩频方式有二种：直接序列扩频(Direct-sequence spreadspectrum，DSSS)以及跳频扩频(Frequency-hopping spread spectrum，FHSS)。扩频通讯技术对信号背景的噪声、干扰(interference)以及自身多路径(Multi-path)干扰有免疫力，并且可降低信号所受到的电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)，因此，通过扩频技术可以实现码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)通讯，让多个用户能够独立地同时使用更大的频宽。

为了拥有更好的接收质量，扩频通讯的接收端通常会利用耙状(RAKE)接收器来接收来自不同无线信道路径的信号能量，然而，耙状接收器必须在信道评估完成后才能开始起作用，对于信道估测开始前的信号处理(例如分组检测)并没有帮助。由于分组检测是信号接收中最重要的部分，若无法正确检测到分组，后续的信号检测跟处理都无法顺利进行。

请参考图1，图1为公知扩频通讯系统100的示意图。扩频通讯系统100包含有天线110、载波解调器115、模拟数字转换器120、数字有限脉冲响应(digital finite impulse response，DFIR)滤波器130、空闲信道评估(clear channel assessment，CCA)装置140、开关电路150、耙状接收器160以及编码(也称作“符码”)检测电路170。天线110用于接收射频(radio frequency，RF)信号S_RF。载波解调器115耦接于天线110，用于将射频信号S_RF解调为基频信号S_BB。模拟数字转换器120耦接于载波解调器115，用于将基频模拟信号S_BB转换为数字信号S_dig。滤波器130耦接于模拟数字转换器120，用于对数字信号S_dig进行滤波来产生滤波信号S_f。空闲信道评估装置140耦接于滤波器130，用于根据滤波信号S_f的信号特征来产生信道评估信号S_cca。开关电路150耦接于空闲信道评估装置140，用于根据信道评估信号S_cca来选择性地导通(on)或不导通(off)。耙状接收器160耦接于开关电路150，用于在开关电路150导通时接收滤波信号S_f来产生接收信号S_r。编码检测电路170耦接于耙状接收器160，用于对接收信号S_r进行编码检测。

如图1所示，空闲信道评估装置140包含有解扩(De-Spreading)处理器141、开关143、第一能量计算器(power calculator)145、第二能量计算器147以及比较器149。解扩处理器141用于接收滤波信号S_f，并对其进行解扩处理来产生解扩信号S_ds。开关143耦接于解扩处理器141，用于根据解扩信号S_ds的周期T_b来选择性地导通或不导通。第一能量计算器145耦接于开关143，用于在开关143导通时，接收经由开关143所传送的解扩信号S_ds，并计算解扩信号S_ds的信号能量来产生第一计算值C1。第二能量计算器147用于接收滤波信号S_f，并计算滤波信号S_f的信号能量来产生第二计算值C₂。比较器149耦接于第一能量计算器145和第二能量计算器147，用于根据第一计算值C₁和第二计算值C₂来产生信道评估信号S_cca。