[發明專利]碼元分組時移位置擴頻調制和解調方法

有效

• 申請號: 201310216728.3
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103269236A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 王紅星;康家方;劉傳輝;趙志勇;鐘佩琳;陳昭男;劉錫國
• 申請（專利權）人: 王紅星
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線電通信中的通信系統，尤其涉及一種碼元分組時移位置擴頻調制和解調方法，屬于信息傳輸技術領域。

背景技術

擴頻系統的一個典型特征是被傳輸信號能量所占的帶寬必須大于信息比特速率所對應的帶寬(一般為遠大于)，而且通常認為傳輸帶寬與信息比特速率無關，美國公開的專利“METHOD?AND?APPARATUS?FOR?SELECTING?A?SPREADING?CODE?IN?A?SPECTRUM?SPREAD?COMMUNICATION?SYSTEM”(見U.S.Patent5515396)和Roger?L的經典著作《Introduction?to?Spread?Spectrum?Communications》等文獻資料中都明確提到了這一觀點。

直接序列擴頻系統(DSSS)是一種典型的擴頻通信系統，它又稱為直接序列調制系統或偽噪聲系統(PN系統)，這種擴頻系統將要發送的信息用擴頻碼擴展到一個很寬的頻帶上去，在接收端，用與發射端相同的擴頻碼對接收到的擴頻信號進行相關處理，進而恢復出原始數據信息。該系統的一個典型特征是已調擴頻信號的帶寬與調制信息比特速率無關，從頻譜利用的角度來講，這種系統的頻帶利用率極低。

實際應用中，通常采用多進制正交擴頻調制和循環碼移位鍵控(Cyclic?Code?Shift?Keying)兩種技術來提高系統的頻帶利用率，這兩種技術都利用了擴頻碼的良好的相關特性。多進制正交擴頻調制技術以擴頻碼的正交性為基礎，對擴頻碼的選取有嚴格的要求，受正交擴頻碼序列集的約束較為嚴重；循環碼移位鍵控調制技術的系統傳輸速率直接由擴頻碼的長度決定，傳輸速率提高有限，且缺乏靈活性。

理想情況下，擴頻碼的自相關函數應該是一個沖激函數，除零時刻外，其值處處為零，擴頻碼之間的互相關函數也應該處處為零。但是這種理想相關特性的系列集是不存在的。通常所采用的擴頻碼具有良好的自互相關特性，在時延為零時，其自相關值最大，其他時刻相關值幾乎為零，這種特性使得擴頻通信系統具有很好的對抗多徑干擾的能力。由于多徑干擾在信號傳輸層面最終表現為碼間干擾的形式，因此擴頻通信可以很好的對抗碼間干擾。對于點對點的直接序列擴頻通信系統來說，如果在調制端刻意引入碼間干擾，那么這種干擾對擴頻系統的性能影響將會很小。利用這種特性，在調制端，刻意引入“碼間干擾”并對其所在位置加以控制，就可以利用引入的“碼間干擾”來調制信息，可以達到提高傳輸速率的效果。這也就是本發明的思路來源。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高傳輸速率的擴頻調制和解調方法。為了達到上述目的，本發明基于對直接序列擴頻調制碼元進行二次時移位置調制，提出了新的碼元分組時移位置擴頻調制和解調方法。這一調制方法在傳統的直接序列擴頻調制的基礎上，增加了擴頻調制碼元時移位置調制，大大提高了信息傳輸速率。針對這種調制信號的特點，在接收端，本發明提出了兩種解調方法，一種是基于滑動相關的解調檢測方法，另一種是基于多路并行相關的解調方法。但前者實現復雜度較小，后者實現復雜度比前者略高，在高斯白噪聲信道下，二者性能相當，存在窄帶、寬帶或其他干擾時，后者性能略好于前者。

技術方案：

1.碼元分組時移位置擴頻調制方法

調制方法的思路是：信源數據以分幀形式傳輸，每一幀預調數據分為直擴預調數據和位置預調數據兩部分。首先，對直擴預調數據進行直接序列擴頻調制，這一調制過程與傳統的直接序列擴頻調制相同，得到直接序列擴頻調制碼元；在此基礎上，根據位置預調數據，對每一個直接序列擴頻調制碼元分別進行擴頻調制碼元二次時移位置調制；然后，將二次調制后的擴頻調制碼元疊加輸出。與傳統的直接序列擴頻調制方法相比較，由于二次時移位置調制后的碼元不但包含用于直接序列擴頻調制的數據，還包含用于擴頻調制碼元時移位置調制的數據，因此大大提高了系統的傳輸速率。調制方法總體結構框圖如圖1所示。

為了便于闡述，做以下約定：