[發明專利]基于2維基帶直接序列擴頻的擴頻通信方法和通信裝置

有效

• 申請號: 201410381693.3
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN105337634B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 康家方;王紅星;毛忠陽
• 申請（專利權）人: 王紅星
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04J13/00
• 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技術，更具體地，本發明涉及一種基于2維基帶直接序列擴頻的擴頻通信方法和通信裝置，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)，具有抗干擾、抗截獲、抗多徑能力強的特點，在全球衛星定位、北斗導航、衛星通信、軍用無線電通信、深空探測等諸多領域都有廣泛應用。直接序列擴頻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，這種系統的頻譜效率極低。

眾所周知，在不增大信號傳輸帶寬的前提下，增加信號空間維度可以提高信息傳輸效率；同時，利用信號之間的正交或準正交特性可以實現多維調制信號的無干擾解調。從直接序列擴頻通信系統的物理層基本原理可以看出，傳統直接序列擴頻傳輸系統在基帶只有1個信號維度，其通信容量和傳輸速率也就受到了限制。如果可以在不增大信號傳輸帶寬的前提下，增大直接序列擴頻通信系統中與擴頻碼相關聯的信號空間維度，就可以成倍提高直接序列擴頻通信系統的通信容量和傳輸速率。

發明內容

基于直接序列擴頻通信的基礎物理層原理，從擴展調制信號空間維度的角度出發，實現基于單一擴頻碼的2維基帶直接序列擴頻傳輸，提高直接序列擴頻傳輸系統的通信容量和傳輸速率。本發明提供一種基于2維基帶直接序列擴頻的擴頻通信方法和通信裝置。

根據本發明的一個方面，提供一種基于2維基帶直接序列擴頻的擴頻通信方法：

發射部分：首先對預調信息進行串并轉換預處理，其次對預處理后的信息進行基帶數字調制，然后對基帶數字調制信號進行直接序列擴頻調制，再對直接序列擴頻調制后的信號進行基帶成型，將成型后的信號進行上變頻并通過天線輸出。

接收部分：首先通過天線接收已調信號，并對接收信號進行下變頻；然后對接收信號進行解擴解調處理，得到解調信息，最后對解調信息進行并串轉換處理。

其特征在于：基帶傳輸包含第一、第二兩條并行傳輸支路，其中，第二支路擴頻碼序列是第一支路擴頻碼序列的正交變換形式，或第二支路基帶成型函數與第一支路基帶成型函數相互正交；所述第一、第二支路擴頻碼序列分別是第一、第二支路直接序列擴頻調制采用的擴頻碼序列，所述第一、第二支路基帶成型函數分別是第一、第二支路基帶成型采用的成型函數。

當第二支路擴頻碼序列是第一支路擴頻碼序列的正交變換形式時，第一、第二支路直接序列擴頻調制后，先對支路擴頻調制信號進行疊加，再對和信號進行基帶成型。進一步，所述正交變換為希爾伯特變換；接收部分第一、第二支路解調均采用匹配濾波解調方法，第一、第二支路匹配濾波解調采用的模板信號分別為第一、第二支路擴頻碼序列基帶成型后得到的波形信號。

當第二支路擴頻碼序列與第一支路擴頻碼序列相同時，第二支路基帶成型函數與第一支路基帶成型函數相互正交；第一、第二支路基帶成型后，對信號進行疊加，然后對和信號進行上變頻。進一步，第二支路基帶成型函數是第一支路基帶函數的希爾伯特變換；接收部分第一、第二支路解調均采用匹配濾波解調方法，第一、第二支路解調模塊匹配濾波采用的模板信號分別為第一、第二支路擴頻碼序列經第一、第二支路成型函數成型后得到的波形信號。

根據本發明的另一方面，提供一種基于2維基帶直接序列擴頻的擴頻通信裝置，包括發射單元和接收單元：