[发明专利]通信系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及数据通信领域并且更具体地说明了能够在与现有系统相同的发射功率和能量损耗的条件下在更长距离上通信的系统。

背景技术

自开始开发产品和通信基础设施以来，无线通信领域一直被给予极高的关注，该产品和通信基础设施提供更高数据速率，使得可以例如在实现基于数字无线网络传输语音的初始目标之后增加复杂数据服务。顺应这种趋势，GSM(全球移动通信系统)、主要的世界范围的无线电话系统被持续地发展成为提供更高的数据速率。从每秒9.6千比特(Kbps)的较低数据速率开始，第一代数字移动电话(2G)仅允许以SMS(短消息服务)的形式的文本消息交换。自经历了中间的发展步骤(2.5&2.75)发展到第三代产品(3G)以来，提供了更高的数据速率，使得移动电话现在能够接收视频并且基于公共无线网络连接到因特网。通常，网络在市区被组织为低至数百米的地理蜂窝尺寸，在非密集居住地区达到数千米(Km)(最大为35km)。

稍后受到极大关注的通讯领域的另一方面是不计其数的电子设备的无线互联，所述电子设备现在成为了几乎任何人类活动的一部分。这包括上述蜂窝电话，所述蜂窝电话现在能够连接到例如无线耳机，并且一般地，连接到恰当地配备了例如PDA(便携式数字助理)、膝上型计算机等等的任意类型的设备。至此，1998年由蓝牙技术联盟(SIG)定义和公布的规范允许了能够事实上彼此互联的标准设备的发展、许可和实施。通常，蓝牙设备是能够在数米范围内以每秒1兆比特(Mbps)的数据速率互联的相当低功率的设备。

然而，无线通信领域中的另一个方面未能受到其应得的关注。上述两个方面事实上具有共同的目标，即为其所支持的应用提供相当大的数据速率(1Mbps的级数)。因此，所述两个方面不仅能够传输语音，而且还具有显著的带宽，该带宽可用于所有类型的数据应用。从这点上来看，GSM和蓝牙的区别仅在于它们在不同距离上通信的能力。通常，蜂窝电话可以在数千米的范围内通信，而蓝牙设备可以在数米的范围内通信。

然而，在需要彼此通信或与中央通信点通信的过剩的电子设备中，许多电子设备需要运行的应用仅要求适中的数据速率，以满意地操作，所述数据速率比以数字形式传输语音所要求的数据速率低得多。通常，在许多应用中，例如在遥感勘测和远程监控系统中，每秒数千比特是足够的。在这种类型的应用中，通常仅需要以预定的时间间隔对目的在于测量参数的传感器的状态进行通信，所述参数例如为建筑物内的房间的温度。

即便蓝牙SIG发起了“低能量”的开端，以如其名称所示地进一步降低操作蓝牙设备所要求的功率，所述功率在以上类型的应用中具有很高要求，但仍未能解决的另一个要求是在比由蓝牙低能量规范保持的10米更长的距离上通信的能力。当然，例如遥感勘测和远程监控等由本发明提出的许多应用实际上需要在更长的距离上通信，而无需求助于必须定位为靠近蓝牙设备的中继站。

因此，本发明的一个目的是公开一种系统，该系统能够在比蓝牙低能量规范的10米明显更长的距离上通信，同时维持涉及设备的能量损耗、发射机的功率和接收机的灵敏度的等效工作点。

基于对参考附图的以下说明的研究，本发明的进一步的目的、特征和优点对本领域技术人员将变得显然。其他任何优点均意图并入本文。

发明内容

本发明通过提供一种通信系统而实现了以上目的，所述通信系统包括调制器，该调制器用于生成线性调频信号(chirp signal)，该线性调频信号的目标在于基于通信信道的指定的频谱带宽而扩展信息信号的频谱，所述线性调频信号具有初始瞬时频率和不同的最终瞬时频率。所述调制器的特征在于其包括：

用于自同相位控制信号和正交相位控制信号控制所述线性调频信号的装置，所述同相位控制信号和正交相位控制信号在复数平面内的所述线性调频信号的整个持续时间上共同定义用于所述线性调频信号的恒定振幅和瞬时相位；

所述系统进一步的特征在于所述调制器被配置为使得：

用于以所述瞬时相位通过所述同相位控制信号和所述正交相位控制信号在复数平面内改变的速度而获得瞬时频率的装置；

用于在初始瞬时频率和最终瞬时频率之间线性地改变所述瞬时频率的装置；

用于使所述线性调频信号的初始瞬时相位和最终瞬时相位相等的装置。

本发明进一步公开了一种通信系统，该通信系统包括解调器，该解调器用于接收具有初始瞬时频率和不同的最终瞬时频率的线性调频信号，所述解调器的特征在于其包括：