[发明专利]连续相位调制的直接序列扩频方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要应用于无线扩频通信领域，连续相位调制的直接序列扩频与解扩解调方法。 

背景技术

近年来，直接序列扩频通信受到普遍关注．在许多应用场合，希望扩频信号的功率谱密度好，如快高频滚降、低带外辐射特性，同时系统受非线性影响小，因此具有恒包络的直接序列扩频技术不但在通信、导航和测量系统中得到日益广泛的重视和应用，在民用移动通信、定位系统中也发展迅速。扩频系统需要将传输信号的频谱扩展很多倍后再辐射出去。由于BPSK调制用于直接序列扩频通信系统不论是发射端调制技术还是接收端解扩技术都相当成熟,所以传统的直接序列扩频通信系统多采用BPSK调制或QPSK调制方式，这种调制方式的不足之处是频谱利用率较低，信号幅度有较大波动，需要使用宽带的线性功放，发射机较难实现大功率的有效辐射。从频谱利用率看,BPSK调制不如MSK调制的性能好。采用连续相位调制的直接扩频系统可以实现较高的频谱利用率，时域信号为恒包络的MSK调制方法，可以采用高功率非线性放大器充分发挥功放的功率放大能力。然而，对于目前的连续相位调制的直接序列扩频，要实现解扩解调，就必须使接收机的本地扩频序列和相位与发送来的扩频序列和相位完全一致。因此，扩频信号的同步(载波同步，码元同步和位同步)是扩频接收机正常工作的前提。由于在直接序列扩频通信系统中，接收段的扩频信号一般工作在负信噪比条件下，负信噪比下的载波恢复和相位估计，尤其是多普勒频率和初始相位很难精确估计，需要发送较多的导频信号，采用较为复杂的处理方法，这就增加了系统运算量，降低了通信效率。 

发明内容

本发明的任务是针对上述现有技术的不足之处，提供一种既具有恒包络特性，又具有连续相位特性，既能避免低信噪比下的载波与相位估计，又能简化接收系统结构，而且频谱利用率高的连续相位调制的直接序列扩频方法。 

上述目的可以通过下措施来达到。一种连续相位调制的直接序列扩频方法，其特征在于包括下述步骤：在发射机发送端，设计一组由N个正负1码片组成的扩频序列，并将0、1发送信息对应的扩频序列按码片映射为两组相位连续变化、首尾相位相同的恒包络基带复信号；在调制中，基带信号选择模块根据发送信息，选择其中一个基带复信号作为调制信号发送；在信号接收端，采用非相干解扩解调方法，通过与滤波器并联组相连的匹配滤波处理器，按照扩频序列的规律，将所有码片对应的信号，累加到序列中任一码片对应的基带复信号中，完成扩频信号的解扩处理；其后，再经基带信号解调模块对比解扩后复信号的起始位置和结束位置的相位变化方向，根据复信号相位增减判决该扩频序列所携带得发送信息，实现信号解调。 

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。 

本发明将发送信息0、1对应的扩频序列设计为两组相位连续变化的恒包络基带复信号，信号调制中根据发送信息的不同选择对应的基带复信号发送，因此基带信号具有恒包络特性，可以采用高效的非线性功放充分利用功放的有效发射功率；此外由于设计的基带复信号相位连续变化，并且首尾相位相同，整个扩频调制的信号都具有连续相位的特性，使基带信号具有良好的频谱特性，保证了系统频谱的高效利用率。在信号调制中，不同的比特信息由基带复信号的相对相位变化表示，在信号解扩解调中，仅需要积累扩频信号的相对相位变化量，和信号的绝对相位无关，避免了低信噪比下的载波与相位估计。 

本发明在实现信号的直接序列扩频中保持了信号的连续相位特性和恒包络 特性，所采用的非相干解扩解调避免了低信噪比下的载波、初相估计，简化了直接序列扩频通信系统的接收实现。 

本发明的优点在于：一是基带调制信号相位为连续变化，使信号有良好的功率谱；二是使发射信号为恒包络，可以使用非线性功放有效利用发射功率；三是避免了低信噪比下的载波初相估计，采用非相干解扩解调方法，简化了接收系统并提高了系统通信效率，解决负信噪比下的载波恢复和相位估计的问题。此外由于初相、多普勒频移等引起的符号间相位变化对信号解扩解调没有明显影响，满足运动终端间的通信需求，解决了特定扩频通信系统对包络恒定和频谱效率的需求问题。 

本发明可应用于发射功率有限时，通过降低通信速率实现通信距离的扩展。特别适合被应用于运动平台间的扩频通信系统。 

附图说明

下面结合附图和实施进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实例范围之中。 

图1是本发明提出的连续相位调制的直接序列扩频调制发送示意图。 

图2是本发明提出的连续相位调制的直接序列扩频解扩解调示意图。