[发明专利]多变量时空混沌卫星导航信号高速传输实现方法及系统

摘要

本发明公开了一种多变量时空混沌卫星导航信号高速传输实现方法及系统，本发明构建了多变量复数移位伪随机码发生器，使用以扩散系数为权值进行加、减、乘、或除的混合运算的含不同参数值的一组多变量非线性函数作用值反馈的复数线性移位寄存器，得导航卫星测距码，以其为并行传输支路主识别码，与其它方式获得的初始子伪随机码分别混合得并行传输支路子测距码，再将导航电文由串变为并通过并行传输支路扩频，由子载波调制通过多天线发送，接收端采用单天线或多天线接收方式将收到的卫星导航信号去载波、解扩由并变为串，实现导航电文获取。本发明可广泛应用于卫星导航系统，也可用于各种测距系统、通信系统、广电系统、控制系统等方面。

主权项

1.一种多变量时空混沌卫星导航信号高速传输实现方法，用于单天线接收方式；其特征在于，包括以下步骤：步骤1：构建分别作用于复数状态分量实部和虚部当前位置当前状态值的多变量非线性函数；步骤2：根据步骤1多变量非线性函数设计多变量复数移位伪随机码发生器的反馈作用值；步骤3：构建多变量复数移位伪随机码发生器G；步骤4：参数初始化及采用相同或不同的复数序列或复数伪随机数序列初始化G中移位寄存器的状态值；步骤5：产生导航卫星伪随机数或并行传输支路初始子伪随机数；以复数移位伪随机码发生器G为第一伪随机码发生器，根据复数状态分量位置，从G的相关移位寄存器状态值的实部和虚部分别抽头输出到步骤2中多变量非线性函数的复数状态分量，通过作用于复数状态分量的多组多变量非线性函数作用获得反馈作用值，将寄存器依次移位，再将作用值反馈给G的首位寄存器，实现复数伪随机数的产生，或者从剩余部分相关移位寄存器状态值的实部和虚部分别抽头nt‑1路输出；其中nt为发射端并行传输支路总数；步骤6：二值化；从多变量复数移位伪随机码发生器相关寄存器中的状态值的实部和虚部分别提取实数伪随机数，分别记为实部第一伪随机数、虚部第一伪随机数或者第二伪随机数～第nt伪随机数；将实部第一伪随机数、虚部第一伪随机数或者第二伪随机数～第nt伪随机数中各实数随机数按时间顺序分别与基准值比较，若大于基准值，则该实数随机数取值1，否则取值0，即可获得二值化的第一伪随机码、第二伪随机码或者第三伪随机码～第nt+1伪随机码的并行传输支路初始子测距码；基准值分别为描述实部第一伪随机数、虚部第一伪随机数或者第二伪随机数～第nt伪随机数中实数伪随机数中间值大小的统计量，基准值采用统计分析法获得，即：实部第一伪随机数、虚部第一伪随机数或者第二伪随机数～第nt伪随机数的基准值分别为其中实数伪随机数经统计分析所得中间值；步骤7：导航卫星伪随机码的产生，将第一伪随机码和第二伪随机码进行模二和，得伪随机性良好的第nt+2伪随机码或导航卫星伪随机码，即sin和cos型测距码，将其作为第一个并行传输支路子测距码，并以其为主识别码，方便对拥有该测距码的导航卫星信号的识别；步骤8：将第nt+2伪随机码或导航卫星伪随机码分别与第三伪随机码～第nt+1伪随机码的并行传输支路初始子测距码混合，得其余并行传输支路子测距码；步骤9：将卫星导航电文二值化，并使其分段，段与段之间插入保护间隔，以免导航码间相互干扰；步骤10：将导航电文由串行传输变为nt路并行传输；步骤11：将行数为nt的导航电文分别送入行数为nt的各并行传输支路；步骤12：用各支路子测距码分别对并行传输支路中导航电文进行时域直接扩频；步骤13：使用不同多普勒频移的一定频率间隔的子载波或复数子载波分别对各支路扩频信号调制，且各子载波或复数子载波相位之间相互正交；步骤14：对各支路载波调制信号添加一定信噪比的高斯白噪声，形成并行传输支路基带卫星导航信号；步骤15：为每一传输支路配一天线，以多天线方式同时发送各并行传输支路基带卫星导航信号；步骤16：以单天线接收方式接收导航卫星各并行传输支路基带卫星导航信号；步骤17：截取一段基带卫星导航信号；步骤18：根据步骤1～步骤8产生导航卫星各并行传输支路子测距码；步骤19：选择第1根发射天线的并行传输支路，取it为1，it为发射天线序号；步骤20：产生发射端第it＝1个并行传输支路的子载波或复数子载波；步骤21：用多普勒频移载波匹配法去载波获得去载波信号；步骤22：用第it＝1个并行传输支路的子测距码或导航卫星测距码与去载波信号以基于FFT的循环相关法进行相关处理，如果存在相关峰，表明接收信号中存在该颗导航卫星信号，根据相关峰位置从该支路接收的基带卫星导航去载波信号解调导航电文，执行步骤23；否则，执行步骤18；步骤23：选择第it＝2根发射天线的并行传输支路，取用于第二个并行传输支路的子测距码；步骤24：产生第it个并行传输支路的子载波或复数子载波；步骤25：用多普勒频移载波匹配法去载波获得去载波信号；步骤26：使用第it个并行传输支路子测距码与去载波信号以基于FFT的循环相关法进行相关处理，根据相关峰位置从该支路接收的基带卫星导航去载波信号解调导航电文；步骤27：发射天线序号加1，即it＝it+1，取用于第it个并行传输支路的子测距码，执行步骤24；如果并行传输支路数it大于nt，执行步骤28；步骤28：将各并行传输支路分别获取的导航电文由并行传输变为串行传输，并去掉保护间隔获得卫星导航电文；步骤29：结束。