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一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法

阅读：1011发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法，用户信号利用相互正交的地址码序列进行划分，用户之间的信息传输由基站进行转发和控制，通过正向传输和反向传输各使用一个频率进行双工通信；所述双工通信均采用基频和谐波进行信息传输。信息传输的过程为：首先将不同的信息进行调制，然后分别加载在不同的谐波分量或分量组合上，最后将接收端接收到的基频和谐波信息进行解调，即可得到传输的所有信息。本发明充分利用了谐波传输信息的能力，极大地提高了频谱的利用率，同时也大幅度提高了同一载波频率下通信用户的容量。，下面是一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法，其特征在于，用户信号利用相互正交的地址码序列进行划分，用户之间的信息传输由基站进行转发和控制，通过正向传输和反向传输各使用一个频率进行双工通信；所述双工通信均采用基频和谐波进行信息传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法，其特征在于，所述信息传输的过程为：首先将不同的信息进行调制，然后分别加载在不同的谐波分量上，最后将接收端接收到的基频和谐波信息进行解调，即可得到传输的所有信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法，其特征在于，在所述信息传输之前，预先存储固定的谐波模式，采用给定的谐波分量计算出所有不同的信号，从而从其他信号中解调所需的信号。
4.根据权利要求3所述的一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法，其特征在于，基于所述预先存储固定的谐波模式，采用给定的谐波分量计算出所有两个不同的信号，从而从其他信号中解调所需的信号的具体过程如下：
假设已知所有谐波模式：
Vout＝a0f0+a2f2+a3f3+a4f4+a5f5+…+anfm           (1)
其中，an代表n次谐波系数，n＝0,2,3,4，…；f0代表基频；fm代表m次谐波分量，m＝2,3,
4，…；
此时，将信号一和信号二分别全部加载在偶次谐波和奇次谐波上进行传输，可得：
最后，在信号接收端同时接收到信号一和信号二的混合信号为：
Vout＝a0vf0+a0pf0+a2pf2+a3vf3+a4pf4+a5vf5+a6pf6+a7vf7+a8pf8+a9vf9+…      (4)由(1)和(4)可知：
a0vf0+a0pf0＝a0f0          (5)
a2pf2＝a2f2；a4pf4＝a4f4；a6pf6＝a6f6；a8pf8＝a8f8；...      (6)a3vf3＝a3f3；a5vf5＝a5f5；a7vf7＝a7f7；a9vf9＝a9f9；...       (7)由于信号一和信号二进行传输的时候所采用的基频是相同的，只有谐波分量不同，因此根据(5)可知：
因此，根据公式(6)-(8)，接收端可把信号一和信号二全部解调出来。
5.根据权利要求2所述的一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法，其特征在于，所述将不同的信息进行调制，然后分别加载在不同的谐波分量上来进行信号传输时，还可根据需求选择不同的谐波分量组合进行信号的传输。

说明书全文

一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法

技术领域

[0001] 本发明涉及通信的技术领域，尤其涉及到一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法。

背景技术

[0002] 我国的频段划分属于行政划分，和相对比的市场主导有区别，而在欧美国家，频段是用来拍卖的，比如在3G时代，对于相应的频段，我国三大运营商都已经行政划分好了，剩下的都是火拼服务，而欧美的运营商们就没有那么的幸福了，他们首先要拍的此频段的牌照，比如英国的3G频谱就拍卖了220亿英镑，德国的则高达450亿美元，可谓天价。频谱为什么这么贵？因为目前可用的频谱资源是有限的。我们知道信号是以波的形式传输的，那么波长又与光速、频率有关，频率高的，对于大气层的穿透能力比较强，但其绕射能力(也就是在传输过程中绕过障碍物的能力)比较弱，但是波在传输的过程中，在没有障碍物的条件下，就是空气是介质，你必须有足够的穿透能力，另外如果频率太高，相应的绕射能力又不足，在高楼大厦的城市就很难防止信号的衰落等。所以可用的频段在无线信号传输中，本身就不是很多。

[0003] 另外，由于卫星、广播、电视等都需要以波的形式传播，当然也同样占用一定的频段，自然可用的频段就更加稀缺了，所以每个国家在对待稀缺的频谱上都显得非常的“吝啬”。所以如何在有限的频谱资源下，来使得更多的用户使用成为通信研究的重要课题。

[0004] 而在如图1所示的传统的码分多址通信方法中，用户信号划分是利用相互正交的地址码序列实现的。在地址码集中有多少种正交码序列，就可以有多少个用户同时在一个载波上通信。这样一来，无疑就造成了频谱资源的极大浪费。因为在传统的码分多址通信方法中，只利用了基频进行通信，而忽视了谐波分量的作用。实际生活中，谐波分量也是可以用于传输信息的，尤其是在如今频谱资源如此紧张的情况下，更加应该充分利用好谐波分量，使得频谱资源能够发挥出其最大效力。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种频谱的利用率高的基于谐波调制技术的码分多址通信方法。

[0006] 为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

[0007] 一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法，用户信号利用相互正交的地址码序列进行划分，用户之间的信息传输由基站进行转发和控制，通过正向传输和反向传输各使用一个频率进行双工通信；所述双工通信均采用基频和谐波进行信息传输。

[0008] 进一步地，所述信息传输的过程为：首先将不同的信息进行调制，然后分别加载在不同的谐波分量上，最后将接收端接收到的基频和谐波信息进行解调，即可得到传输的所有信息。

[0009] 进一步地，在所述信息传输之前，预先存储固定的谐波模式，采用给定的谐波分量计算出所有不同的信号，从而从其他信号中解调所需的信号。

[0010] 进一步地，基于所述预先存储固定的谐波模式，采用给定的谐波分量计算出所有两个不同的信号，从而从其他信号中解调所需的信号的具体过程如下：

[0011] 假设已知所有谐波模式：

[0012] Vout＝a0f0+a2f2+a3f3+a4f4+a5f5++anfm (1)

[0013] 其中，an代表n次谐波系数，n＝0,2,3,4，…；f0代表基频；fm代表m次谐波分量，m＝2,3,4，…；

[0014] 此时，将信号一和信号二分别全部加载在偶次谐波和奇次谐波上进行传输，可得：

[0015]

[0016]

[0017] 最后，在信号接收端同时接收到信号一和信号二的混合信号为：

[0018] Vout＝a0vf0+a0pf0+a2pf2+a3vf3+a4pf4+a5vf5+a6pf6+a7vf7+a8pf8+a9vf9+… (4)[0019] 由(1)和(4)可知：

[0020] a0vf0+a0pf0＝a0f0 (5)

[0021] a2pf2＝a2f2；a4pf4＝a4f4；a6pf6＝a6f6；a8pf8＝a8f8；… (6)[0022] a3vf3＝a3f3；a5vf5＝a5f5；a7vf7＝a7f7；a9vf9＝a9f9；… (7)[0023] 由于信号一和信号二进行传输的时候所采用的基频是相同的，只有谐波分量不同，因此根据(5)可知：

[0024]

[0025] 因此，根据公式(6)-(8)，接收端可把信号一和信号二全部解调出来。

[0026] 进一步地，所述将不同的信息进行调制，然后分别加载在不同的谐波分量上来进行信号传输时，可根据需求选择不同的谐波分量组合进行信号的传输。

[0027] 与现有技术相比，本方案原理及优点如下：

[0028] 本方案通过谐波调制技术，将信息分别加载在不同的谐波分量或分量组合上，利用谐波进行信息的传输，通过每个谐波分量或分量组合实现与N个不同用户的通信(N是正交码序列数目)，充分利用了谐波传输信息的能力，极大地提高了频谱的利用率，同时也大幅度提高了同一载波频率下通信用户的容量。附图说明

[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的服务作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0030] 图1为传统的码分多址通信方法的工作原理示意图；

[0031] 图2为基于谐波调制技术的码分多址通信方法的工作示意图；

[0032] 图3为谐波调制电路图；

具体实施方式

[0033] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

[0034] 想想人类之间的自然通信，对70亿人来说，它的频率带宽只有20Hz-20kHz！噪音、动物、风、树等自然界的所有声音都只占用这个带宽。但是人类却可以毫不费力地识别它们。例如，在一场音乐会中，有许多不同的乐器演奏相同的旋律，但是人们却可以识别每一种乐器。原因是每个乐器都在演奏相同的音高(基频相同)，但谐波的模式却各不相同。这表明，实际上谐波也可以携带信息，而不仅仅只有目前普遍使用的基频才能携带信息。

[0035] 基于此，如图2所示，本实施例阐述一种基于谐波调制技术的码分多址通信方法，具体如下：

[0036] 用户信号利用相互正交的地址码序列进行划分，用户之间的信息传输由基站进行转发和控制，通过正向传输和反向传输各使用一个频率进行双工通信；而双工通信均采用基频和谐波进行信息传输。

[0037] 具体地，信息传输的过程为：

[0038] 首先将不同的信息进行调制，然后分别加载在不同的谐波分量上，最后将接收端接收到的基频和谐波信息进行解调，即可得到传输的所有信息。

[0039] 其中，谐波调制电路如图3所示，该谐波调制电路的输出是所有输入电压的总和。对于基频相同而谐波分量不同的输入，其输出是不同的。在信息传输之前，需预先存储固定的谐波模式，就可以用给定的谐波分量计算出所有不同的信号，从而从其他信号中解调所需的信号。

[0040] 为更好地理解，不妨假设已知所有谐波模式(所需计算的信号为两种)：

[0041] Vout＝a0f0+a2f2+a3f3+a4f4+a5f5+…+anfm (1)

[0042] 其中，an代表n次谐波系数，n＝0,2,3,4，…；f0代表基频；fm代表m次谐波分量，m＝2,3,4，…；

[0043] 此时，将信号一和信号二分别全部加载在偶次谐波和奇次谐波上进行传输，可得：

[0044]

[0045]

[0046] 最后，在信号接收端同时接收到信号一和信号二的混合信号为：

[0047] Vout＝a0vf0+a0pf0+a2pf2+a3vf3+a4pf4+a5vf5+a6pf6+a7vf7+a8pf8+a9vf9+… (4)[0048] 由(1)和(4)可知：

[0049] a0vf0+a0pf0＝a0f0 (5)

[0050] a2pf2＝a2f2；a4pf4＝a4f4；a6pf6＝a6f6；a8pf8＝a8f8；… (6)[0051] a3vf3＝a3f3；a5vf5＝a5f5；a7vf7＝a7f7；a9vf9＝a9f9；… (7)[0052] 由于信号一和信号二进行传输的时候所采用的基频是相同的，只有谐波分量不同，因此根据(5)可知：

[0053]

[0054] 因此，根据公式(6)-(8)，接收端可把信号一和信号二全部解调出来。

[0055] 除了上面所述，还可以利用不同组合来传输信号一和信号二，比如用二次和三次谐波分量加载信号一，用四次谐波分量来加载信号二。实际使用的时候，可以根据需求选择不同的谐波分量组合进行信号的传输。

[0056] 本实施例通过谐波调制技术，将信息分别加载在不同的谐波分量或分量组合上，利用谐波进行信息的传输，通过每个谐波分量或分量组合实现与N个不同用户的通信(N是正交码序列数目)，这样使得可通信用户的数量急剧增加，有效缓解了通信信道少、频谱资源紧张的情况。可以预见在5G时代移动数据流量将呈现爆炸式增长，所需频谱数量也将远超前几代移动通信技术的总和。因此，基于谐波调制技术的码分多址通信方法的意义就不言而喻了。

[0057] 以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

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