CN103095335A - 一种可变组合的并行组合扩频通信方法 - Google Patents
一种可变组合的并行组合扩频通信方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103095335A CN103095335A CN2013100514195A CN201310051419A CN103095335A CN 103095335 A CN103095335 A CN 103095335A CN 2013100514195 A CN2013100514195 A CN 2013100514195A CN 201310051419 A CN201310051419 A CN 201310051419A CN 103095335 A CN103095335 A CN 103095335A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sequence
- bit
- information
- data
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
本发明的目的在于提供一种可变组合的并行组合扩频通信方法,利用数据压缩器根据信息量,确定本次传输最少发送序列数量rs,满足2≤(rs+1)≤r,r为系统可发送最多序列数量。本发明较好的解决了较高扩频增益对系统传输能量的影响问题,较好的解决了高速传输与带宽的矛盾。减少发送序列数量可以使接收效果更好,更加有利于区分出到底哪个序列发送,使每个发送序列的能量都增大,当扩频增益越高时,扩频码长L越大,一种可变组合的并行组合扩频通信方法的减少传输序列数量的效果越明显。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种通信方法。
背景技术
现代通信对通信有效性和高效性的要求日益增高。并行组合扩频通信是一种软扩频通信的改进方式,是一种具有较高通信效率的扩频通信方式,并且继承了常规扩频通信抗干扰等优点。并行组合扩频通信方式得到国内外学者的好评,并被国内外学者在学术杂志上介绍。常规并行组合扩频通信方式每次发送的序列个数都是固定的r个,但在信道急剧恶劣时,仍然发送较多的r个序列数量,就会造成接收误码率升高,甚至是中断通信。
发明内容
本发明的目的在于提供有效减少发送序列数量的一种可变组合的并行组合扩频通信方法。
本发明的目的是这样实现的:
本发明一种可变组合的并行组合扩频通信方法,其特征是:
(1)发送k比特数据,记为dk,dk-1,…,d2,d1,每个信息数据周期为Td,其中KTd=LTc,L为每个PN序列的码元个数,Tc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;按照加权位置关系把k比特数据转化为十进值数值:
k比特发送信息等同kd位信息(kd≤k),且kd位信息最高位为1;
(2)将步骤(1)获得的kd路信号和最少序列序列数量rs,分为三个部分,分别对应为比特、rs比特和rs·[log2L]比特;根据数据映射算法从PN序列族中选取rs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;选出的rs个扩频序列只使用正相或者反相的状态,如果选择rs个扩频序列的某种相位状态发送,则有种相位状态发送,对应能传输rs比特的信息数据;rs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rs·[log2L]比特信息传输;把选取出rs个发送PN码序列、序列位移状态等和1个固定定位标序列,并行组合叠加在一起发送,形成扩频信号位移排列关系
式中, rs个序列并行组合等幅相加,即+1或-1值相加,形成组合多值信号:
(3)经载波调制后,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;发送端和接收端载波的频率、码元相位完全同步,接收端有M个扩频器,在载波解调之后分别用PNi(t)(i=1,2,…M)作解扩处理,则M个解调器中除第1个解调器外的第i(2≤i≤M)个扩频解调器输出为:
式中,τ为通信传播时延;i=ij的积分是扩频序列的自相关;i≠ij是互相关;解调器输出为
使用的两组PN序列行彼此准正交,满足要求;
不考虑输出噪声Nj(T)的影响,设定判决门限PT/2和-PT/2,把选取绝对值最大的r′s个输出值所对应的扩频序列及其极性作为发送来的组合序列通过数据-序列选择逆映射器,得到发送来的部分比特数据,再把这些相位输出值和PN1(0)对应的序列的位置关系信息送入接收端的数据-位移逆映射器中中,根据已知位移关系解调出部分信息数据,从而完成并行组合扩频解扩接收,得出接收的kd路数据信息。
(5)把kd路数据信息转化为串行kd位数据,且kd位数据最高位为1,再在前面补充0,恢复为k位信息。
本发明的优势在于:本发明解决了常规并行组合扩频的发送序列固定,适应信道较差的问题,使每个发送序列能有较大的能量,同时可较好的解决了较高扩频增益对系统传输效率的影响问题,较好的解决了高速传输与带宽的矛盾,可大幅度提高频带利用率。
从M个PN码序列中选取r个序列并行组合扩频方式传输,常规的并行组合扩频通信发送的每个序列平均能量为1/r;而本发明在相同条件下一次可以发送rs个序列(rs≤r),每个序列平均能量到1/rs。
附图说明
图1为本发明发送过程结构图;
图2为本发明接收过程结构图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
结合图1~2,步骤一:发送的k比特数据记为dk,dk-1,…,d2,d1,每个信息数据周期为Td,其中KTd=LTc,L为每个PN序列的码元个数,Tc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;按照加权位置关系把k比特数据转化为十进值数值:
k比特发送信息等同kd位信息(kd≤k),且kd位信息最高位为1;
步骤二:将步骤一获得的kd路信号和最少序列序列数量rs,分为三个部分,分别对应为比特、rs比特和rs·[log2L]比特;根据数据映射算法从PN序列族(除固定位标序列外的M-1个PN码序列)中选取rs个发送的序列,总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;考虑选出的rs个扩频序列只使用正相或者反相(极性相反)的状态,如果选择rs个扩频序列的某种相位状态发送,则有种相位状态发送,对应能传输rs比特的信息数据;再考虑到rs个序列(序列码长都为L)中,每个序列都有L个位置(位置从p0到pL-1)可以选择进行发送(根据固定位标序列位置),则共有rs·[log2L]比特信息传输;把选取出rs个发送PN码序列、序列位移状态等和1个固定定位标序列,并行组合叠加在一起发送,形成基于固定式PN码位移调制的并行组合扩频信号位移排列关系
式中, rs个序列并行组合等幅相加(+1或-1值相加),形成组合多值信号:
步骤三:经载波调制后,发送信号s(t)
式中,P是载波功率,将获得的信号s(t)发射;
接收端过程:
步骤四: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,接收端有M个扩频器,在载波解调之后分别用PNi(t)(i=1,2,…M)作解扩处理,则M个解调器中除第1个解调器外的第i(2≤i≤M)个扩频解调器输出为:
式中,τ为通信传播时延;i=ij的积分是扩频序列的自相关;i≠ij是互相关;解调器输出为
使用的两组PN序列行彼此准正交,满足要求;
如果不考虑输出噪声Nj(T)的影响,设定适当的判决门限PT/2和-PT/2,在判决器中,根据M-1个相关积分器的(M-1)L的输出结果Vj(T),判定Sij的值为(+1,0,-1)中的哪一个。在M-1个相关积分器的(M-1)L个相位输出信号中,选取绝对值最大的r′s个输出值(一般这些r′s个值大于其他值2-5倍)所对应的扩频序列及其极性作为发送来的组合序列,这些值要远远大于其他(M-1)L-r′s个输出值,而且大于系统启动门限|PT/2|的值;
把选取绝对值最大的r′s个输出值所对应的扩频序列及其极性作为发送来的组合序列通过数据-序列选择逆映射器,得到发送来的部分比特数据,再把这些相位输出值和PN1(0)对应的序列的位置关系信息送入接收端的数据-位移逆映射器中,根据已知位移关系解调出部分信息数据,从而完成并行组合扩频解扩接收,得出接收的kd路数据信息。
步骤五:把kd路数据信息转化为串行kd位数据,且kd位数据最高位为1,再在前面补充0,恢复为k位信息。
下面举例说明:
结合图1,一种可变组合的并行组合扩频通信方法采用和常规并行组合扩频方法相同的系统参数,从M=16个PN码序列中选取r=3个序列并行组合发送,PN码长L=512,某一次发送的信息为d1,d2,d3,…,d26=00000000000001011101111110;
步骤一:发射过程中,发送的k比特数据记为dk,dk-1,…,d2,d1,每个信息数据周期为Td,其中KTd=LTc,L为每个PN序列的码元个数,Tc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;按照加权位置关系把k比特数据转化为十进值数值:
Nd=0·226-1+....1·21+0·20=6014
26比特发送信息等同13位信息,且13位信息最高位为1;
步骤二:将步骤一获得的13路信号和最少序列序列数量rs=1,分为三个部分,分别对应为3比特、1比特和9比特;根据数据映射算法从PN序列族(除固定位标序列外的15个PN码序列)中选取1个发送的序列,总共有15种发送扩频序列情况选择,对应能传输3比特的信息数据;考虑选出的1个扩频序列只使用正相或者反相(极性相反)的状态,如果选择1个扩频序列的某种相位状态发送,则有21种相位状态发送,对应能传输1比特的信息数据;再考虑到1个序列(序列码长都为512)中,每个序列都有512个位置(位置从p0到pL-1)可以选择进行发送(根据固定位标序列位置),则共有9比特信息传输;把选取出1个发送PN码序列、序列位移状态等和1个固定定位标序列,并行组合叠加在一起发送,形成基于固定式PN码位移调制的并行组合扩频信号位移排列关系
式中, 2个序列并行组合等幅相加(+1或-1值相加),形成组合多值信号:
步骤三:经载波调制后,发送信号s(t)
式中,P是载波功率,将获得的信号s(t)发射;
接收端过程:
步骤四: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,接收端有16个扩频器,在载波解调之后分别用PNi(t)(i=1,2,…16)作解扩处理,则16个解调器中除第1个解调器外的第i(2≤i≤16)个扩频解调器输出为:
式中,τ为通信传播时延;i=ij的积分是扩频序列的自相关;i≠ij是互相关;解调器输出为
使用的两组PN序列行彼此准正交,满足要求;
如果不考虑输出噪声Nj(T)的影响,设定适当的判决门限PT/2和-PT/2,在判决器中,根据15个相关积分器的(M-1)L的输出结果Vj(T),判定Sij的值为(+1,0,-1)中的哪一个。在M-1个相关积分器的(M-1)L个相位输出信号中,选取绝对值最大的r's个输出值(一般这些r's个值大于其他值2-5倍)所对应的扩频序列及其极性作为发送来的组合序列,这些值要远远大于其他(M-1)L-r′s个输出值,而且大于系统启动门限|PT/2|的值;把选取绝对值最大的1个输出值所对应的扩频序列及其极性作为发送来的组合序列通过数据-序列选择逆映射器,得到发送来的部分比特数据,再把这些相位输出值和PN1(0)对应的序列的位置关系信息送入接收端的数据-位移逆映射器中,根据已知位移关系解调出部分信息数据,从而完成并行组合扩频解扩接收,得出接收的kd路数据信息。
步骤五:把13路数据信息转化为串行13位数据,且13位数据最高位为1,再在前面补充0,恢复为26位信息。
从相同的16个PN码序列中选取3个序列进行常规并行组合扩频方式传输,一次只能传输每次都发送3个序列组合叠加,而本发明可以只发送2个序列即可完成本次传输,减少1个序列发送,使接收效果更好,更加有利于区分出到底哪2个序列发送,使每个发送序列的能量都增大,当扩频增益越高时,扩频码长L越大,本发明的减少传输序列数量的效果越明显。
Claims (1)
1.一种可变组合的并行组合扩频通信方法,其特征是:
(1)发送k比特数据,记为dk,dk-1,…,d2,d1,每个信息数据周期为Td,其中KTd=LTc,L为每个PN序列的码元个数,Tc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;按照加权位置关系把k比特数据转化为十进值数值:
k比特发送信息等同kd位信息(kd≤k),且kd位信息最高位为1;
(2)将步骤(1)获得的kd路信号和最少序列序列数量rs,分为三个部分,分别对应为比特、rs比特和rs·[log2L]比特;根据数据映射算法从PN序列族中选取rs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;选出的rs个扩频序列只使用正相或者反相的状态,如果选择rs个扩频序列的某种相位状态发送,则有种相位状态发送,对应能传输rs比特的信息数据;rs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rs·[log2L]比特信息传输;把选取出rs个发送PN码序列、序列位移状态等和1个固定定位标序列,并行组合叠加在一起发送,形成扩频信号位移排列关系
式中, rs个序列并行组合等幅相加,即+1或-1值相加,形成组合多值信号:
(3)经载波调制后,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;发送端和接收端载波的频率、码元相位完全同步,接收端有M个扩频器,在载波解调之后分别用PNi(t)(i=1,2,…M)作解扩处理,则M个解调器中除第1个解调器外的第i(2≤i≤M)个扩频解调器输出为:
式中,τ为通信传播时延;i=ij的积分是扩频序列的自相关;i≠ij是互相关;解调器输出为
使用的两组PN序列行彼此准正交,满足要求;
不考虑输出噪声Nj(T)的影响,设定判决门限PT/2和-PT/2,把选取绝对值最大的r′s个输出值所对应的扩频序列及其极性作为发送来的组合序列通过数据-序列选择逆映射器,得到发送来的部分比特数据,再把这些相位输出值和PN1(0)对应的序列的位置关系信息送入接收端的数据-位移逆映射器中中,根据已知位移关系解调出部分信息数据,从而完成并行组合扩频解扩接收,得出接收的kd路数据信息。
(5)把kd路数据信息转化为串行kd位数据,且kd位数据最高位为1,再在前面补充0,恢复为k位信息。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310051419.5A CN103095335B (zh) | 2013-02-17 | 2013-02-17 | 一种可变组合的并行组合扩频通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310051419.5A CN103095335B (zh) | 2013-02-17 | 2013-02-17 | 一种可变组合的并行组合扩频通信方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103095335A true CN103095335A (zh) | 2013-05-08 |
CN103095335B CN103095335B (zh) | 2014-09-17 |
Family
ID=48207530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310051419.5A Expired - Fee Related CN103095335B (zh) | 2013-02-17 | 2013-02-17 | 一种可变组合的并行组合扩频通信方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103095335B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110556841A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-10 | 天津大学 | 一种计及无线通信时延的孤岛微电网频率控制器设计方法 |
CN114337729A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-04-12 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 并行组合扩频系统的通信方法、发射装置及接收装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1846357A (zh) * | 2003-06-17 | 2006-10-11 | 开普兰奇无线电马来西亚有限公司 | 并行扩频通信系统和方法 |
CN102857251A (zh) * | 2012-09-10 | 2013-01-02 | 上海交通大学 | 一种直接序列扩频的并行解扩的码片同步方法 |
-
2013
- 2013-02-17 CN CN201310051419.5A patent/CN103095335B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1846357A (zh) * | 2003-06-17 | 2006-10-11 | 开普兰奇无线电马来西亚有限公司 | 并行扩频通信系统和方法 |
CN102857251A (zh) * | 2012-09-10 | 2013-01-02 | 上海交通大学 | 一种直接序列扩频的并行解扩的码片同步方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
郭黎利等: "基于r-组合的并行组合扩频通信研究", 《无线电通信技术》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110556841A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-10 | 天津大学 | 一种计及无线通信时延的孤岛微电网频率控制器设计方法 |
CN110556841B (zh) * | 2019-08-29 | 2022-11-04 | 天津大学 | 一种计及无线通信时延的孤岛微电网频率控制器设计方法 |
CN114337729A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-04-12 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 并行组合扩频系统的通信方法、发射装置及接收装置 |
CN114337729B (zh) * | 2021-11-26 | 2024-06-21 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 并行组合扩频系统的通信方法、发射装置及接收装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103095335B (zh) | 2014-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102710281B (zh) | 连续相位调制的直接序列扩频方法 | |
CN101567727A (zh) | 一种差分循环移位扩频水声通信方法 | |
CN103905085B (zh) | 一种猝发混合扩频水声隐蔽通信方法 | |
CN103152074B (zh) | 一种直接序列扩频通信系统发射与接收方法 | |
CN102723965B (zh) | Pn码串并组合联接的扩频通信方法 | |
CN102025669B (zh) | 基于双多进制准正交扩频复合相位调制的短波数据传输方法 | |
CN111988062B (zh) | 基于索引调制的多序列扩频系统 | |
CN102340328A (zh) | 基于空-时-频三维互补码的码片级扩频编码的多载波mimo系统 | |
CN102170314A (zh) | 一种双曲调频扩频水声通信方法 | |
CN103152070B (zh) | 一种基于可变位标序列的扩频通信方法 | |
CN101534278B (zh) | 时频扩展的正交频分复用收发装置、方法及系统 | |
CN102833008B (zh) | 一种扩频水声通信方法 | |
CN109302208A (zh) | 一种交织Gold映射序列的并行组合扩频水声通信方法 | |
CN101771644B (zh) | 一种基于联合检测和软判决译码的信号接收方法 | |
CN103095335B (zh) | 一种可变组合的并行组合扩频通信方法 | |
CN103312405A (zh) | 一种时频编码分集mt-cdma系统发射与接收方法 | |
CN112422149B (zh) | I/q双支路索引调制多序列扩频系统与方法 | |
CN103117981B (zh) | 一种基于矢量叠加的直扩通信方法 | |
CN103269236B (zh) | 码元分组时移位置扩频调制和解调方法 | |
CN115643140B (zh) | 一种多级循环移位索引差分混沌移位键控系统与方法 | |
CN106059980A (zh) | 一种基于快速跳频的多载波扩频方法 | |
CN109361423B (zh) | 一种在长延迟多径条件下的水下通信方法 | |
CN107154813A (zh) | 自适应Rake接收机及接收方法 | |
Ouertani et al. | Performance comparison of RAKE and SIC/RAKE receivers for multiuser underwater acoustic communication applications | |
Tian et al. | Code Index Modulation CSK Spread Spectrum Underwater Acoustic Communications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140917 Termination date: 20200217 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |