[发明专利]一种基于多普勒效应的上行空分多址系统及实现方法

权利要求书

1.一种基于多普勒效应的上行空分多址移动通信实现方法，其特征是，只需为不同用户分配相同频率，当不同用户向基站采用相同频率发送数据时，在基站处通过转动的天线产生多普勒效应，使得基站接收机视为不同用户采用的频率不同，再通过滤波器来分离不同用户采用相同频率发送的数据，由此实现基于多普勒效应的上行空分多址移动通信；包括如下过程：

1)建立基于多普勒效应的上行空分多址移动通信的蜂窝系统：包括一个基站和多个用户；基站中的接收机包括天线和接收链路；基站中固定在转动圆盘上等间隔分布N根天线，圆盘以ω的角速度进行旋转，圆盘的半径为R，在某一时刻仅有一根天线与接收链路联通；系统还包括解调器、带通滤波器、调频模块、电子开关和天线选择单元；

2)系统中的M个用户同时以中心频率f_c向基站发送数据，信号带宽为W；不同用户处于基站的不同方向上；

3)在t时刻基站的第j根天线上，不同用户的信号产生不同的多普勒频偏；计算得到每个用户在每根天线处产生的多普勒频偏；

将在t时刻第j根天线的瞬时运动速度方向与第i个用户信号的入射方向夹角，即到达角，表示为θ_i,j(t)；根据式(1)计算得到第i个用户信号在第j根天线处产生的多普勒频偏f_i,j(t)：

其中C为光速；

4)再计算得到每根天线上目标用户与其他干扰用户信号频偏差绝对值的最小值，记为Δf_n；

已知所有用户在所有天线处的信号到达角，根据式(1)计算出每个用户在每根天线处产生的多普勒频偏；

在t时刻，当解调某个目标用户m的信号时，其他M-1个用户为干扰用户，通过式(2)计算每根天线上目标用户m与M-1个干扰用户产生的频偏，得到每根天线上目标用户m与M-1个干扰用户信号频偏差绝对值的最小值，记为Δf_n，n为天线序号：

5)利用电子开关选择所有天线中Δf_n最大的天线接通接收链路，此时易于通过滤波器分离出干扰用户的信号；

6)将接收信号传入到调频模块，产生与目标用户的多普勒频移相反的频率；将接收信号与调频模块的频综器产生的时变频率信号相乘，使得接收信号中目标用户的中心频率不再随时间改变，由此使得目标用户的信号通过；

7)再经过带通滤波模块即可分离目标用户和其他干扰用户的信号；

通过上述步骤，即实现基于多普勒效应的上行空分多址移动通信。

2.如权利要求1所述基于多普勒效应的上行空分多址移动通信实现方法，其特征是，将调频模块和滤波器置于下变频模块之前或之后；对于未能完全滤除干扰部分的信号，还可采用交织技术、前向纠错码技术来完全滤除干扰部分的信号。

3.如权利要求1所述基于多普勒效应的上行空分多址移动通信实现方法，其特征是，多个用户处于基站的不同方向，使用同一频率发送数据，用户处于静止或低速运动的状态。

4.如权利要求1所述基于多普勒效应的上行空分多址移动通信实现方法，其特征是，解调器用于解调目标用户的信号；带通滤波模块用于分离目标用户和干扰用户的信号；调频模块使用频综器产生与目标用户的多普勒频移相反的频率，将接收信号与频综器产生的时变频率信号相乘，使得接收信号中目标用户的中心频率不再随时间改变；电子开关用于打开天线接通接收链路或关闭天线；天线选择单元用于控制电子开关应关闭或打开的天线。

5.如权利要求1所述基于多普勒效应的上行空分多址移动通信实现方法，其特征是，系统中的多个用户同时以中心频率f_c向基站发送数据；每个用户所使用频带范围为