[发明专利]入向链路码分多址的星形无线通信网络系统及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，是码分多址技术在星形无线通信网络入向链路上的一种实现方法。

背景技术

目前通信领域普遍采用码分多址技术实现多用户之间的信息传输。起初只被军事领域应用的GPS系统是码分多址技术第一次大规模的成功应用。随着时间推移，蜂窝移动通信领域也逐渐过渡到具有较高安全性和能为众多用户提供服务的码分多址技术上。

码分多址使用多个相关性优良的伪随机码，接收机利用其自相关和互相关特点进行信号的捕获和跟踪。同时码分多址系统通过扩频将信号隐于噪声中从而提高了安全性，多址接入也使得多个用户可以共享一个公共信道。通常共用信道的多个用户使用不同的伪随机码。

在诸如GPS等导航系统中，通常是卫星或者基站播发测距信息，接收机单向接收、处理获得位置、速度等信息，但是经常服务中心也需要知道用户的位置等信息，甚至于在情况模糊时拥有建立直接通信联系的迫切需求。在这类系统中，如果用于导航的部件能够做少量改动就能用于通信，那么就拥有很高的应用价值。

接收机处理一般分为射频部分和数字基带部分。射频部分实现信号放大和下变频，之后经过AD采样成为数字中频信号，进入基带处理器进行处理。发射机是接收机的逆过程。

基带处理部分一般首先需要逐个搜索所有伪随机序列和相应序列的所有相位。加上载波多普勒搜索，接收机需要进行三维的搜索过程。传统串行搜索方法耗费时间很长，FFT等并行方法以及串并结合的方法被广泛应用于现代接收机。但是限于处理器性能和考虑成本、功耗等因素，在实际应用中搜索速度仍不能满足特定的要求。三维搜索的复杂度和搜索时间成为影响CDMA接收机结构和性能的关键因素。

发明内容

本发明的目的是设计一种星形无线通信网络入向链路上码分多址方案，使不同的外围节点能实现同时与中心节点通信。

为了实现所述目的，本发明第一方面，提供一种入向链路码分多址的星形无线通信网络系统，所述星形无线通信网络系统由中心节点和多个不同的外围节点组成，中心节点和不同的外围节点之间为无线连接，其中：

不同的外围节点采用码分多址方式向中心节点传输数据；中心节点和外围节点之间需要实现时间同步，时间同步误差不能超过伪随机序列一个码片的时间间隔；

不同的外围节点采用同一个伪随机序列，通过初始相位的不同来区分各个外围节点；所述外围节点向中心节点传输数据时，需要计算出外围节点到中心节点的距离，进而得到信号从所述外围节点传输到中心节点的传播延迟，在外围节点传输数据时需要调整传输时隙，使中心节点接收到的不同的外围节点的伪随机序列的相位不出现重叠。

为了实现所述目的，本发明第二方面，提供一种使用入向链路码分多址的星形无线通信网络系统的入向链路码分多址的星形无线通信网络实现方法，所述方法的实现步骤包括：

步骤1：整个星形无线通信网络系统在传输数据前，需要实现时间同步；

步骤2：发送数据时，外围节点首先需要预先计算出到中心节点的距离，然后算出信号从外围节点传输到中心节点的传播延迟时间，调整数据传输时隙，使中心节点接收到的不同外围节点的伪随机序列的相位不出现重叠；外围节点估算和中心节点之间存在相对运动的大小，在向中心节点发送数据时需要根据相对运动的大小补偿相对运动所引起的多普勒频移；

步骤3：中心节点收到伪随机序列后，进行捕获和跟踪，根据相位和已经同步的时间信息确定外围节点信息；根据需要进行数据转发或者解调。

本发明的有益效果：本发明所设计的码分多址技术只使用一组码即可实现无线星型网络入向的通信，这等于三维搜索减少到二维，而只增加了很少的辅助部件，这极大减少了发射和接收机的设计复杂度和搜索时间，在导航通信一体化系统中优势尤其明显。

本发明的码分多址实现方式能够减少接收端的捕获时间，特别适合于星形无线网络入向链路数据传输，例如卫星通信中从地面接收机到卫星之间的通信，地面无线通信中从用户节点到无线基站之间的通信。该实现方式能够有效地减轻接收端的处理负担，降低接收端的设计复杂度，特别适合于陆地移动通信以及卫星通信系统。

附图说明

图1是本发明入向链路码分多址的星形无线通信网络实现方式的系统结构图。

图2是码从外围节点发射、传输到中心节点接收时的相位关系示意图。

图3是本发明系统信号处理流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。