[发明专利]多模式自适应直扩通信系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多模式自适应直扩通信系统及其方法，该发明应用于大动态极低信噪比下，支持语音和低速数据传输的手持通信系统。

背景技术

在传统的直扩通信系统中，为了保证系统的性能，只能根据最恶劣的信道情况选择相对较高扩频比的调制方式，才能保证在整个通信过程中系统传输的可靠性。但信道情况最恶劣的时段在整个通信时段内是很短的，这就造成了极大浪费。另外在无线移动通信系统中，由于收发节点相对移动以及周围无线电波干扰等原因导致信道时变，这也使得直扩通信系统不可能一直使用低扩频比的通信模式，否则将产生严重误码。为了提高系统通信容量，避免误码率提高，可以采用多模式自适应直扩通信技术，也就是根据不同信道条件，相应改变扩频比，将系统误码性能始终保持在一定门限以下，使其在信道编解码系统容忍范围之内，从而达到正确接收的目的。

本发明对传统固定扩频比直扩通信系统进行了改进，在发送端添加了自适应模式选择模块，依据接收端回传的模式切换信息以及发送端业务需求信息，对发送数据实现不同扩频比的自适应调制。在接收端则增加了自适应多扩频比码跟踪环路和信噪比估计模块，并按照一套接收流程，完成对各种扩频比信号的自适应接收。该方法对信道条件能及时做出估计，并自适应选择适当扩频比的传送模式传输。该方法和装置具有性能稳定、配置灵活、扩展性良好等优点。本发明所涉及的技术属于自适应调制解调技术范畴，是当今无线通信研究之热点，也是下一代无线通信系统的发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种在大动态极低信噪比下实现可靠通信，并能依据信道环境自适应调整通信模式的多模式自适应直扩通信系统。

1.多模式自适应直扩通信系统发送端的方法包括以下步骤：

1)将数据送入串并变换模块，BPSK模式I路数据流按照串行进入，Q路补0；QPSK模式将数据流分成并行两路，对于前后两比特数据前一比特送I路，后一比特送Q路发送；

2)自适应模式选择模块在初始阶段根据默认高扩频比模式给出帧信息，在系统运行中则根据回传模式切换信息或者业务需求给出帧信息，并将其分解成相应模式切换信号输出给多扩频比扩频模块；

3)成帧模块接收自适应模式选择模块给出帧信息，将其组成帧信息字段完成成帧；

4)根据自适应模式选择模块给出的模式切换信号，多扩频比扩频模块对成帧模块的输出进行指定模式扩频；

5)将扩频后信号进行上变频，并送入信道发送。

2.多模式自适应直扩通信系统接收端的方法包括以下步骤：

1)接收来自信道信号，对其进行模数变换、下变频产生同相(I路)和正交(Q路)信号，送给捕获模块和多扩频比跟踪模块处理；

2)根据系统复位模块给出的系统复位信号，启动或者重启捕获模块，当捕获最大值超过自适应门限，则在相应时刻启动并转入多扩频比跟踪模块；

3)根据捕获模块给出的跟踪启动信号，启动多扩频比跟踪模块，进行单符号累加，并给出符号周期指示信号；

4)根据多扩频比跟踪模块给出的符号周期指示信号，启动解调模块，对单符号累加和进行参数估计、分隔符检测、锁相输出等解调流程，最后输出接收数据；

5)系统复位模块接收来自捕获模块的捕获错误信号、来自解调模块的分隔符检测错误信号以及来自比特成帧模块的接收完毕信号，产生系统复位信号，重启捕获；

6)模式切换模块接收来自比特成帧模块的帧信息控制信号，指挥多扩频比跟踪模块和解调模块，使其在数据接收阶段转入相应模式和速率；

7)信噪比估计模块接收来自解调模块的锁相输出数据，对其进行信噪比估计，根据设定的模式选择门限选择一定发送模式，形成模式信息送基带发送模块发送。

3.自适应模式选择模块的方法包括以下步骤：

1)回传模式切换信息输入；

2)业务需求信息输入；

3)根据以上两种输入信息由帧信息组织模块将其组成帧信息，并输出给成帧模块；

4)发送帧数计数模块根据帧数配置输入信息对发送帧数进行计数，完成发送帧数之后则停止发送，等待接收回传模式切换信息。

5)模式切换信号产生模块接收帧信息组织模块输出的帧信息，并将其转换成相应模式切换信号输出给多扩频比扩频模块，控制扩频发送。

4.自适应多扩频比跟踪模块的方法包括以下步骤：

1)接收来自下变频的数据输入；

2)根据模式切换模块输出的速率切换信号，选择高中低扩频比单符号累加器和高中低扩频比码产生器对信号解扩；

3)高中低扩频比单符号累加器将下变频输入数据但符号累加输出；