一种基于矢量叠加的直扩通信方法

摘要

本发明的目的在于提供一种基于矢量叠加的直扩通信方法，包括以下步骤：从一个PN码序列族中选取r个序列，根据数据－序列选择映射算法选取(r-1)个发送的序列，对应能传输比特的信息数据，(r-1)个扩频序列共有q种相位选择，对应能传输(r-1)[log₂q]比特的信息数据；(r-1)个序列共有(r-1)·[log₂L]比特信息传输，把这些状态与信息数据一一对应，把选取出(r-1)个发送PN码序列、序列位移和相位状态等和1个固定定位标序列，矢量叠加在一起发送，形成高效的直扩信号。本发明改进了高效扩频通信方法，提高扩频通信传输效率和整体通信的有效性，充分利用矢量叠加的优势，在相同条件下比一种基于固定式PN码位移调制的高效直扩系统发射与接收方法传输效率更高一些。

主权项

一种基于矢量叠加的直扩通信方法，其特征是：(1)发送的K比特数据记为d₁,d₂,d₃,…,d_K，每个信息数据周期为T_d，其中KT_d＝LT_c，L为每个PN序列的码元个数，T_c为码片周期；K比特发送信息送入串/并转换器，获得K路信号；(2)将步骤(1)获得的K路信号分为三个部分，分别对应为比特、(r‑1)[log₂q]比特和(r‑1)·[log₂L]比特；根据数据映射算法从PN序列族中选取r‑1个发送的序列，共有种发送扩频序列情况选择，对应能传输比特的信息数据，[x]表示对x取整数部分，是M中取r的组合；r‑1个扩频序列有q种相位S＝[S₁(t),S₂(t),....,S_r‑1(t)]选择发送，其中S_j(t)＝exp[j{2π(m_j‑1)/q}]，m_j＝1,2,...,q，q≥2；r‑1个扩频序列从q种相位中选取某种相位状态发送，对应能传输(r‑1)[log₂q]比特的信息数据；r‑1个序列中，每个序列都有L个位置可以选择进行发送，则共有(r‑1)·[log₂L]比特信息传输；把上述K比特数据分成三个部分所分别对应的这些状态与信息数据一一对应，则对应的信息数据K是：$K=(r-1)\left[{\log }_{2}q\right]+\left[{\log }_2{C}_{M-1}^{r-1}\right]+(r-1)\left[{\log }_{2}L\right]$把选取出r‑1个发送PN码序列、序列位移和相位状态和1个固定定位标序列，在矢量空间叠加在一起发送，形成直扩信号位移排列关系$A^{\prime }=\{{\mathrm{PN}}_1\left(0\right),S_{j_1}{\mathrm{PN}}_{j_1}\left(p_{j_1}\right),...,S_{j_2}{\mathrm{PN}}_{j_2}\left(p_{j_2}\right),...,S_{j_{r-1}}{\mathrm{PN}}_{j_{(r-1)}}\left(p_{j_{(r-1)}}\right)\}$式中，{S_j∈exp[j{2π(m_j‑1)/q}],j＝1,2,..r_p,m_j＝1,2,...,q}；r个序列在矢量空间叠加，形成组合多值信号：$\mathrm{MD}(r,t)={\mathrm{PN}}_1\left(0\right)+\underset{i=1}{\overset{r-1}{\Sigma }}{S}_{j_i}{\mathrm{PN}}_{j_1}\left(p_{j_i}\right)$MD为多值发送信号，t为时间变量，为第j次第i个发送序列相对于固定位标序列左移个位置；(3)矢量叠加产生的多值信号，经载波调制后，映射为MQAM载波调制发送出去，发送信号s(t)式中，P是载波功率；(4)在高斯白噪声信道下，接收信号为r(t)＝s(t‑τ)+n(t)+J(t)式中，τ为通信传播时延；n(t)为高斯白噪声，其双边带功率谱密度为N₀/2；J(t)为干扰信号；设发送端和接收端载波的频率、码元相位完全同步，根据载波解调后叠加在一起的序列信号，去掉已知的PN₁(0)的信息，再根据此时的数据是实数还是纯虚数，或者是复数，解调出调制的相位信息，去掉调制的相位信息，恢复成全部的实数数据再进行解扩；接收端有M个扩频器，在载波解调之后分别用PN_i(t)作解扩处理，i＝1,2,…M，则M个解调器中除第1个解调器外的第i个扩频解调器输出为：$Z_i\left(t\right)=P\underset{j=1}{\overset{r-1}{\Sigma }}{S}_{i_j}\underset{\tau }{\overset{T+}{\int }}{\mathrm{PN}}_{i_j}(t-\tau ){\mathrm{PN}}_i(t-\tau )\mathrm{dt}+N_i\left(t\right)+J_i$式中，2≤i≤M，i＝i_j的积分是扩频序列的自相关，i≠i_j是互相关；解调器输出为$Z_i\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{S}_{\mathrm{ij}}\mathrm{PT}+N_i+J_i& J_i=i_j\\ N_i+J_i& i\ne i_j\end{array}\right.$使用的两组PN序列行彼此准正交；(5)将步骤(4)获得的M‑1个解调器输出值以及其对应PN码序号输入数据－序列选择逆映射器，从M‑1个解扩器中的某一个相位输出值中，选取绝对值最大的r‑1个输出值所对应的扩频序列序号、相位极性和位移关系作为发送来的组合序列，送入数据－位移逆映射器，得出接收的K路数据信息；(6)将得出接收的K路数据信息经并/串转换，得到K比特原信息。