[發(fā)明專利]一種直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)發(fā)射與接收方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310051546.5
• 申請(qǐng)日: 2013-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN103152074A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李北明;郭黎利;張文超;劉佳鑫;婁西振
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B1/708
• 分類號(hào): H04B1/708;H04L27/26
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• 代理人: 暫無信息

1.一種直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)發(fā)射與接收方法，其特征是：

（1）發(fā)送端和接收端定義相同的一個(gè)M個(gè)PN碼序列位移關(guān)系，定義如下：

A={PN1(0),....,PNM(0)}=PN01,PN11,....,PNL-11PN02,PN12,....,PNL-12PN03,PN13,....,PNL-13......PN0M,PN1M,....,PNL-1M]]>

其中L為每個(gè)PN碼周期的碼元個(gè)數(shù)；第1個(gè)序列定義為固定位標(biāo)序列，不參與選取；PN_i(0)為M個(gè)序列中第i個(gè)序列相對(duì)于固定位標(biāo)序列的第0號(hào)位置，i＝2,3,....,M，

PNi(0)=PN01,PN11,....,PNL-11PN0i,PN1i,....,PNL-1i]]>

第i個(gè)序列相對(duì)于固定位標(biāo)序列位置左移p個(gè)位置定義為PN_i(p)：

PNi(p)=PN01,PN11,....................,PNL-11PNpi,PNp+1i,.,PNL-1i,PN0i...,PNp-1i;]]>

（2）發(fā)射過程中，發(fā)送的K比特?cái)?shù)據(jù)記為d₁,d₂,d₃,…,d_K，每個(gè)信息數(shù)據(jù)周期為T_d，其中KT_d＝LT_c，L為每個(gè)PN碼周期的碼元個(gè)數(shù)，T_c為碼片周期；K比特發(fā)送信息送入串/并轉(zhuǎn)換器，獲得K路信號(hào)；

（3）將對(duì)應(yīng)為比特、(r-1)比特和(r-1)·[log₂L]比特的并行數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)映射算法從包含M-1個(gè)PN碼序列的PN序列族中選取(r-1)個(gè)發(fā)送的序列，總共有種發(fā)送擴(kuò)頻序列情況選擇，對(duì)應(yīng)能傳輸比特的信息數(shù)據(jù)，[x]表示對(duì)x取整數(shù)部分，是M中取r的組合；選出的(r-1)個(gè)擴(kuò)頻序列只使用正相或者反相的狀態(tài)，如果選擇(r-1)個(gè)擴(kuò)頻序列的某種相位狀態(tài)發(fā)送，則有2^r-1種相位狀態(tài)發(fā)送，對(duì)應(yīng)能傳輸(r-1)比特的信息數(shù)據(jù)；(r-1)個(gè)序列中，每個(gè)序列都有L個(gè)位置可以選擇進(jìn)行發(fā)送，則共有(r-1)·[log₂L]比特信息傳輸；把上述狀態(tài)與信息數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，并行疊加形成發(fā)送序列：

A′={PN1(0),Sj1PNj1(pj1),....,Sj2PNj2(pj2),....,Sj(r-1)PNj(r-1)(pj(r-1))}]]>

式中，r個(gè)序列并行等幅相加，即＋1或－1值相加，形成組合多值發(fā)送信號(hào)：

MD(r,t)=PN1(0)+Σi=1r-1SjiPNji(pji);]]>

MD為多值發(fā)送信號(hào)，t為時(shí)間變量，為第j次第i個(gè)發(fā)送序列相對(duì)于固定位標(biāo)序列左移個(gè)位置；

（4）經(jīng)載波調(diào)制后，發(fā)送信號(hào)s(t)：

式中，P是載波功率；

（5）在高斯白噪聲信道下，接收信號(hào)為

r(t)＝s(t-τ)+n(t)+J(t)

式中，τ為通信傳播時(shí)延；n(t)為高斯白噪聲，其雙邊帶功率譜密度為N₀/2；J(t)為干擾信號(hào)；

發(fā)送端和接收端載波的頻率、碼元相位完全同步，接收端有M個(gè)解擴(kuò)器，在載波解調(diào)之后分別用PN_i(t)(i＝1,2,…M)作解擴(kuò)處理，則M個(gè)解調(diào)器中除第1個(gè)解調(diào)器外的第i（2≤i≤M）個(gè)擴(kuò)頻解調(diào)器輸出為：

Zi(t)=PΣj=1r-1Sij∫τT+τPNij(t-τ)PNi(t-τ)dt+Ni(t)+Ji]]>

式中，i＝i_j的積分是擴(kuò)頻序列的自相關(guān)；i≠i_j是互相關(guān)；解調(diào)器輸出為

Zi(t)=SijPT+Ni+Jii=ijNi+Jii≠ij]]>

使用的兩組PN序列行彼此準(zhǔn)正交；

（6）將步驟（5）獲得的(M-1)個(gè)解擴(kuò)器輸出值以及其對(duì)應(yīng)PN碼序號(hào)輸入數(shù)據(jù)－序列選擇逆映射器，從(M-1)個(gè)解擴(kuò)器中的L個(gè)相位輸出值中，選取絕對(duì)值最大的(r-1)個(gè)輸出值所對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻序列序號(hào)、極性和位移關(guān)系作為發(fā)送來的組合序列，送入數(shù)據(jù)－位移逆映射器，得出接收的K路數(shù)據(jù)信息；

（7）將接收的K路數(shù)據(jù)信息經(jīng)并/串轉(zhuǎn)換，得到K比特信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)發(fā)射與接收方法，其特征是：比特、(r-1)比特和(r-1)·[log₂L]比特的并行數(shù)據(jù)的映射方法為：

（1）將發(fā)送的K比特?cái)?shù)據(jù)記為d₁,d₂,d₃,…,d_K，分為三部分，為

d₁,d₂,d₃,…,d_K＝{d_{s},d_{e},d_{p}}

其中d_{s}為

d{s}=ds1,ds2,···,dsr-1;]]>

其中d_{e}為

d{e}=de1,de2,···,dek2;]]>

式中k2=[log2CM-1r-1];]]>其中d_{p}為

d{p}=dp1,dp2,···,dpk3;]]>

式中k3＝(r-1)·[log₂L]；

（2）把d_{s}為(r-1)位信息，定義數(shù)據(jù)0為正相，數(shù)據(jù)1為反相，第數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)選取的第1個(gè)序列相位，第個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)選取的第(r-1)個(gè)序列相位，有2^r-1種可能狀態(tài)，對(duì)應(yīng)信息數(shù)據(jù)為(r-1)比特；

（3）從(M-1)個(gè)序列中選取(r-1)個(gè)序列，按照與常規(guī)的并行組合擴(kuò)頻通信的字典排序一樣映射原理，有種可能狀態(tài)，對(duì)應(yīng)信息數(shù)據(jù)為比特；

（4）把d_{p}位信息分為(r-1)組，每組為p_i位，按照p_i位對(duì)于固定位標(biāo)序列位移第i個(gè)序列的狀態(tài)進(jìn)行序列位移，有種可能狀態(tài)，對(duì)應(yīng)信息數(shù)據(jù)為(r-1)·[log₂L]比特。