[发明专利]一种提高扩频系统通信速率的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种提高扩频系统通信速率的方法及其系统。

背景技术

随着电子技术的发展，现代战争的电磁环境日益复杂，截获手段也越来越先进，对通信系统提出了更高的要求，使用扩频、跳频、加密等技术提高系统的抗干扰、抗截获能力。直接序列扩频通信系统是一种典型的现代数字通信系统，它在发送端用扩频码将信号的频谱扩展后再送入信道进行传输，在接收端用相同的扩频码完成解扩。由于扩频信号在传输时所占带宽远远超过发送信息所需的带宽，因而扩频信号可以隐藏于噪声之中，使信号难于检测，而且即使是检测到了扩频信号但如果不知道发方的扩频码，也难于将原有信息恢复出来。这种通信系统在军事通信、卫星通信、移动通信、导航和C4ISR等领域都得到了越来越广泛的应用。但是随着军用作战需求的多样性，通信速率要求越来越高，带宽越来越有限，因此，需要在保证信号高隐蔽性、低截获和低检测的条件下，在有限的信道带宽上要实时传输大容量的信息，这样传统的直扩系统难以兼顾抗干扰和高速率通信的双重要求，因此软扩频技术应运而生。

现有的软扩频技术是从直接序列扩频技术与编码技术相结合而发展来的一种新型的基带扩频技术，它主要应用于那些频带受限但是数据率又要求较高的通信系统中，如突发通信、计算机无线通信、无线局域网通信等。

所以，需要通过利用CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation，恒包络零自相关)序列的零自相关和近零互相关性，从不同维度联合调制提高扩频系统通信速率的方法，通过对循环移位调制和相位调制双重调制实现多纬度多进制扩频，使得在有限带宽内同时不增加系统复杂度和牺牲抗干扰性能的前提下提高扩频系统的通信速率。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高扩频系统通信速率的方法及其系统，本发明在不增加现有带宽和硬件资源，也不降低系统抗干扰性能的条件下，通过使用具有零自相关和近零互相关特性的CAZAC序列作为扩频序列，以2k位循环移位实现对k位bit信息进行多进制扩频调制，然后对该循环移位后的CAZAC序列进行相位调制，相位调制采用p位bit信息映射，通过这种多进制扩频+相位调制的多维度调制方式，在不增加信号带宽和计算复杂度的情况下，能够比传统直接序列扩频系统速率提高k+p倍，比普通软扩频系统增加(k+p)/k倍。

为达到上述目的，本发明的一种提高扩频系统通信速率的方法，该方法的步骤为：

步骤1、接收比特数据进行分组组合，再通过串并转换将比特数据转换成多进制数据；

步骤2、将所述多进制数据通过序列和相位联合多进制数据映射运算得到扩频序列，再通过循环移位和相位旋转联合映射调制运算得到调制后的扩频序列，形成扩频调制信号；

步骤3、数模转换器接收所述扩频调制信号并将其发送至模数转换器；

步骤4、将扩频调制信号经过循环移位相关解扩运算、相位旋转解调运算及序列和相位多进制数据解映射运算，得到多进制数据，再经并串变换成比特数据。

优选地，所述步骤2包含：每一组k+p位比特数据通过映射得到一组扩频序列，k位比特数据和p位比特数据分别形成第一十进制数据K和第二十进制数据P；其中，所述扩频序列为时域信号。

优选地，所述步骤2还包含：根据所述第一十进制数据K对所述扩频序列进行循环移位，对经过所述循环移位后的扩频序列以相位值进行相位旋转，将循环移位和相位旋转后的序列作为扩频调制数据值，然后对所述扩频调制数据值依次进行插值滤波和插入同步序列处理，最后将处理后的扩频调制信号发送给数模转换器输出至无线信道。

优选地，在所述步骤2中，经过映射后的扩频序列对应的N个循环移位和P个相位旋转位数与发送端的一组k+p位比特数据相匹配；所述N个相位循环移位通过辅以P个相位形成N*P个扩频序列，所述扩频序列为：

式中，N为扩频序列的长度，M与N互质，q为任意整数。

优选地，所述循环移位和所述相位旋转过程具体为：

先对映射后的扩频序列进行数据预处理，以产生N位原扩频码的K个循环移位码，其中K＝2k≤N；

设定一个N位扩频序列{c₀,c₁,c₂,…，c_N-3,c_N-2,c_N-1}，并通过右循环移位处理得到N种不同位排列次序的序列：