CN109660277B - 一种混合扩频信息生成装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种混合扩频信息生成装置及方法，该装置包括：频偏输出模块、直接扩频模块、跳频扩频模块和混合扩频模块；频偏输出模块用于分别将频偏信息发送到直接扩频模块和跳频扩频模块；直接扩频模块用于获取数据信息频偏信息，以根据频偏信息和数据信息生成直接扩频信息，并将直接扩频信息发送到混合扩频模块；跳频扩频模块用于接收频偏信息，以根据频偏信息生成跳频载波信息，并将跳频载波信息发送到混合扩频模块；混合扩频模块用于接收直接扩频信息和跳频载波信息，以根据直接扩频信息和跳频载波信息得到混合扩频信息。集中了直扩和跳频系统的优点，而且通过带有频偏信息的混合扩频信号精确地模拟出了多普勒频偏信息。

Description

一种混合扩频信息生成装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种混合扩频信息生成装置及方法。

背景技术

对于现代通信系统，尤其是在军事通信领域，不仅要满足信息的高速无缝传输，更要注重信息的安全与机密性，因此，抗干扰、抗截获、隐蔽性强的扩频通信成为了现代军事通信的必备技术。

现有技术中扩频技术通常采用一个伪随机序列对信息进行直接扩频，或者只利用频率合成器扩展频点的个数，而直接扩频时，频带较为固定，遇到强功率谱信道如远近效应时就会失灵，用频率合成器扩展频点的个数时，带宽窄能量集中，隐蔽性差。

因此如何更好的实现扩频通信已经成为了业界亟需解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种混合扩频信息生成装置及方法，用以解决背景技术中所提出的技术问题，或至少部分解决上述背景技术中所提出的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种混合扩频信息生成装置，包括：

频偏输出模块、直接扩频模块、跳频扩频模块和混合扩频模块；

所述频偏输出模块用于分别将频偏信息发送到所述直接扩频模块和所述跳频扩频模块；

所述直接扩频模块用于获取数据信息所述频偏信息，以根据所述频偏信息和所述数据信息生成直接扩频信息，并将所述直接扩频信息发送到所述混合扩频模块；

所述跳频扩频模块用于接收所述频偏信息，以根据所述频偏信息生成跳频载波信息，并将所述跳频载波信息发送到所述混合扩频模块；

所述混合扩频模块用于接收所述直接扩频信息和所述跳频载波信息，以根据所述直接扩频信息和所述跳频载波信息得到混合扩频信息。

第二方面，本发明实施例提供一种混合扩频信息生成方法，包括：

获取频偏信息、信号频点信息和数据信息；

将所述频偏信息转化为码偏信息，以根据所述码偏信息和所述数据信息得到直接扩频信息；

将所述频偏信息转化为频移信息，以根据第一预设规则对所述信号频点信息和所述频移信息进行处理得到跳频载波信息；

根据第二预设规则对所述直接扩频信息和所述跳频载波信息进行处理，以得到混合扩频信息。

本发明实施例提供一种混合扩频信息生成装置及方法，首先通过分别对信号进行直接扩频处理和跳频扩频处理得到直接扩频信息和跳频载波信息，而后通过将直接扩频信息进行极性转换，然后根据对直接扩频信息进行极性转换的结果对跳频载波信息进行极性转换，从而得到第二信号信息，从而将第二信号信息按照预设规则进行处理，从而生成高速的混合扩频信息，本发明实施例不仅集中了直扩通信系统隐蔽性强与跳频系统抗干扰性能强的优点，提高了发射数据的采样速率，保证了跳频信号在各个子跳频点上的载波相位连续性，而且通过带有频偏信息的直接扩频信合和混合扩频信号所得到的混合扩频信号还可以实现在同源测试环境模拟多普勒频偏，使接收端的可以实现相干调解和多普勒调试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例所描述的混合扩频信息生成装置结构示意图；

图2为本发明另一实施例所提供的混合扩频信息生成设备结构示意图；

图3为本发明一实施例所描述的混合扩频信息生成方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例所描述的混合扩频信息生成装置结构示意图，如图1所示，包括：

频偏输出模块110、直接扩频模块120、跳频扩频模块130和混合扩频模块140；

所述频偏输出模块110用于将频偏信息分别发送到所述直接扩频模块120和所述跳频扩频模块130；

所述直接扩频模块120用于接收所述频偏信息，以根据所述频偏信息和数据流地址信息生成直接扩频信息，并将所述直接扩频信息发送到所述混合扩频模块140；

所述跳频扩频模块130用于接收所述频偏信息，以根据所述频偏信息生成跳频载波信息，并将所述跳频载波信息发送到所述混合扩频模块140；

所述混合扩频模块140用于接收所述直接扩频信息和所述跳频载波信息，以根据所述直接扩频信息和所述跳频载波信息得到混合扩频信息。

频偏输出模块110具体为，频偏输出模块110所输出的是模拟的多普勒变化频偏信息，此处所描述的频偏输出模块110可以模拟精度高达1.3733Hz的多普勒变化，然后将所模拟的多普勒变化频偏信息作为频偏信息分别发送到直接扩频模块120和跳频扩频模块130。

直接扩频模块120具体为，本发明实施例中所描述的第一符号速率可以是指2.5kHz，第一码片速率可以是指长度为1024的伪随机码；第一码片速率是指符号速率经过1024长度伪随机码扩频后的2.56MHz，第一跳频速率是指64倍于第一符号速率的160000Hop/s。本发明实施例中所描述的直接扩频模块120可以自主选择输出的数据信息是否带有频偏信息，若选择输出的数据信息带有频偏信息时，生成的基带第一扩频序列将携带有码偏信息；若输出的数据信息不带有频偏信息时，生成的第一扩频序列将没有码偏，此处所描述的码偏信息是根据直接扩频模块120所接收的频偏信息所转换得到的；且根据频偏信息和数据流地址信息生成直接扩频信息时，直接扩频模块120采用双口ROM来减少资源占用。

跳频扩频模块130具体为，本发明实施例中所描述的跳频扩频模块130可以计算输入的偏频信息对于原始频点信息的信号各频点偏移情况，计算出对应于各个频点的每时钟周期相位步进与相邻通道间相位间隔；对于每一个频点，都采用多路并行结构，以第一个通道为基准，使用累加器输出该通道的输出相位信息，其他通道通过加法器分别叠加与基准通道的相位间隔，得到各个频点多路并行的通道相位信息；从而通过64点跳频图案确定各个通道相位信息对应的频点信息，以将该各个通道相位信息对应的频点信息作为相位频点信息，然后将该相位频点信息转换为数字波形信息，生成并行的多路跳频载波，将此处并行的多路跳频载波作为跳频载波信息。

混合扩频模块140具体为，本发明实施例中所描述的混合扩频模块140在接收到直接扩频信息后对其进行极性转换，从而得到第一信号信息；在接收到跳频载波信息后，根据第一信号信息对跳频载波信息进行极性转换，从而得到第二信号信息。

此处所描述的对直接扩频信息进行极性转换是通过将直接扩频信息的信息序列每一比特的后面补上一个1，这样就将该信息序列变为+1和-1的有符号数，从而得到进制相移键控(Binary Phase Shift Keying；BPSK)调制的基带信号，我们将BPSK调制的基带信号作为第一信号信息；此处所描述的根据第一信号信息对跳频载波信息进行极性转换具体是指，根据第一信号信息的极性，分别将跳频载波信息中每一路正弦波载波极性对应的极性变化叠加第一信号信息的数据流地址信息，生成对应的携带有频偏信息的第二信号信息，此处的第二信号信息可以是12路低速混合扩频信号，然后通过预设时钟，对于该第二信号信息进行处理，最终得到高速差分数字调制信息，将该高速差分数字调制信号作为混合扩频信息。

本发明实施例首先通过分别对信号进行直接扩频处理和跳频扩频处理得到直接扩频信息和跳频载波信息，而后通过将直接扩频信息进行极性转换，然后根据对直接扩频信息进行极性转换的结果对跳频载波信息进行极性转换，从而得到第二信号信息，从而将第二信号信息按照预设规则进行处理，从而生成高速的混合扩频信息，本发明实施例不仅集中了直扩系统隐蔽性强与跳频系统抗干扰性能强的优点，提高了发射数据的采样速率，还在混合扩频信号中精确地模拟出了多普勒频偏信息，因此可以实现在同源测试环境模拟多普勒频偏，使接收端的可以实现相干调解和多普勒调试。

在上述实施例的基础上，所述直接扩频模块包括：

带码偏计数器、数据生成模块、伪随机序列生成模块和码片级数据序列合成模块；

所述带码偏计数器用于获取所述频偏信息和所述数据信息，并根据所述频偏信息生成第一符号速率的数据流地址、第一码片速率的PN码地址，以将所述第一符号速率的数据流地址发送到所述数据生成模块，同时将所述第一码片速率的PN码地址发送到所述伪随机序列生成模块；

所述数据生成模块用于接收所述第一符号速率的数据流地址，并根据所述第一符号速率的数据流地址和所述数据信息生成第一数据流信息，并将所述第一数据流信息发送到所述码片级数据序列合成模块；

所述伪随机序列生成模块用于接收所述第一码片速率的PN码地址，并根据所述第一码片速率的PN码地址和所述数据信息生成第一伪随机序列信息，并将所述第一伪随机序列信息发送到所述码片级数据序列合成模块；

所述码片级数据序列合成模块用于接收所述第一伪随机序列信息和所述第一数据流信息，以根据所述第一伪随机序列信息和所述第一数据流信息生成直接扩频信息，并将所述直接扩频信息发送到所述混合扩频模块。

具体的，其中带码偏计数器可以先将频偏信息转换为码偏信息，且该码偏技术器自主选择输出的数据流信息是否带有码偏，带有码偏时可以精确模拟多普勒频移后的混合扩频载波，生成的基带第一扩频序列将携带码偏信息；若输入的频偏为零，则该直接扩频模块不产生码偏；带码偏计数器还可以提供数据流信息、伪随机序列的地址来指示发送数据、伪随机码的生成。

本发明实施例中所描述的数据信息可以是指存储在ROM核中的传输数据信息和伪随机序列信息；而数据生成模块可以读取存储在ROM核中的传输数据信息，生成带码偏信息的第一符号速率的基带数据信息，并将其作为第一数据流信息；将第一数据流信息发送到码片级数据序列合成模块。

而伪随机序列生成模块可以接收第一码偏速率的PN码地址，然后根据该PN码地址读取存储在ROM核中的伪随机序列信息，生成带码偏信息的第一码片速率的伪随机序列信息，并将其作为第一伪随机序列信息，将第一伪随机序列信息发送到码片级数据序列合成模块。

码片级数据序列合成模块接收第一伪随机序列信息和第一数据流信息，然后根据第一数据流信息与第一伪随机序列信息进行直接序列扩频，生成带有码偏信息的直接扩频信息。

本发明实施例通过将第一数据流信息与第一伪随机序列信息，通过运算叠加实现了直接序列扩频，得到了带有码偏信息的的直接扩频信息，有利于后续混合扩频模块的处理。

在上述实施例的基础上，所述带码偏计数器还用于：

根据所述频偏信息生成第一跳频速率的跳频地址；

将所述第一跳频速率的跳频地址发送到跳频扩频模块。

具体的，其中第一跳频速率是指64倍于第一符号速率的160000Hop/s。

在上述实施例的基础上，所述跳频扩频模块包括：

步进计算模块、多路并行相位累加模块、跳数计数器模块、频点选择模块和波形寄存器模块；

所述步进计算模块，用于获取所述频偏信息，根据所述频偏信息生成相位信息，并将所述相位信息发送到所述多路并行相位累加模块；

所述多路并行相位累加模块用于接收所述相位信息，以根据所述相位信息生成定频载波相位信息，并将所述定频载波相位信息发送到频点选择模块；

所述跳数计数器模块用于获取第一跳频速率的跳频地址，以根据所述第一跳频速率的跳频地址生成信号频点信息，并将所述信号频点信息发送到所述频点选择模块；

所述频点选择模块用于接收所述定频载波相位信息和所述信号频点信息，以根据所述信号频点信息和所述定频载波相位信息声场跳频载波相位信息，并将所述跳频载波相位信息发送到地址寄存器模块；

所述波形寄存器模块用于获取所述跳频载波相位信息，以根据所述跳频载波相位信息读取数字波形信息，得到跳频载波信息；并将所述跳频载波信息发送到所述混合扩频模块。

具体的，本发明实施例中所描述的相位信息可以包括各频率并行载波的相位步进和相位间隔；此处所描述的定频载波相位信息可以是指12路并行的。步进计算模块，用于接收所述频偏信息然后根据64个跳频点的频率信息产生在当前频偏情况下各频率并行载波的相位步进与相位间隔，然后将其发送到64个多路并行累加模块，用以指导各个频点定频载波相位的产生。多路并行相位累加模块可以有64个子模块，分别对应于每一个频点，接收在当前频偏情况下某频点的相位步进与相位间隔，从而生成对应频率的12路并行的定频载波相位信息，并将各个频点的定频载波相位信息传递给频点选择模块。

跳数计数器模块用于根据直接模块计数器所输出第一跳频速率的跳频地址来产生带有码偏信息的跳频点点数，用以将该跳频点点数作为当前信号频点信息传递给频点选择模块，其中第一跳频速率是指64倍于第一符号速率的160000Hop/s。

频点选择模块用于接收所述各个频点的定频载波相位信息和所述跳频计数器产生的信号频点信息，从而根据该信号频点信息确定当前载波所对应的频点，并将该频点的12路并行载波相位信息作为当前12路并行跳频载波相位信息，发送到地址寄存器模块；

所述波形寄存器模块用于接收所述12路并行跳频载波相位信息，以所述当前跳频载波相位信息作为地址，读取寄存器中的数字波形信息，将所述12路并行跳频载波相位信息转化为12路并行的跳频载波信息，并将所述跳频载波信息发送到所述混合扩频模块。

具体的，其中步进计算模块根据输入频偏对各信号频点信息的影响，计算出对应于各个信号频点的每时钟周期相位步进与相邻通道间相位间隔；

具体地，对于每一个信号频点，都对应于一个多路并行累加子模块，该子模块中生成并行载波相位信息时，以第一个通道为基准，使用累加器输出该通道的输出相位信息，其他通道通过加法器分别叠加与基准通道的相位间隔，得到各个信号频点多路并行的输出相位信息，并将12路并行相位信息传递给频点选择模块。其中频点选择模块用于根据64点跳频图案确定当期跳频频点，选择该频点所对应的多路并行累加模块的载波相位信息作为当前的12路并行跳频载波相位，并将其发送到波形寄存器

本发明实施例通过对于输入频偏对各信号频点信息的影响，从而确定频移信息，然后根据64点跳频图案确定频移信息所对应的多路并行的跳频载波相位，然后根据预先存储的载波波形信息，从而得到带频偏信息的多路并行调频载波，即跳频载波信息，有利于后续混合扩频模块的处理。

在上述实施例的基础上，所述混合扩频模块包括：

基带极性转换模块、12路极性变换模块和并串转换模块；

所述基带极性转换模块用于接收所述直接扩频信息，以将所述直接扩频信息进行极性转换得到第一信号信息，并将所述第一基带信息发送到所述12路极性变换模块；

所述12路极性变换模块用于接收第一信号信息和所述跳频载波信息，并根据所述第一信号信息将第二扩频进行极性转换得到第二信号信息，以将所述第二信号信息发送到所述并串转换模块；

所述并串转换模块用于接收所述第二信号信息，并通过预设时钟，将所述第二信号信息转化为混合扩频信息。

具体的，基带极性转换模块将直接扩频信息的信息序列每一比特的后面补上一个1，这样就将该信息序列变为+1和-1的有符号数，从而得到BPSK调制的基带信号，这里的BPSK调制的基带信号即为第一信号信息；此处所描述的根据第一信号信息对跳频载波信息进行极性转换具体是指，根据第一信号信息的极性，分别将跳频载波信息中每一路正弦波载波极性对应的极性变化叠加第一信号信息的数据流地址信息，生成对应的携带有频偏信息的第二信号信息，此处的第二信号信息可以是12路低速混合扩频信号，其为载波中心频率为163.84MHz的混合扩频信号，然后通过数据合并与高速AD采样，对于该第二信号信息进行处理，最终得到高速差分数字调制信息，将该高速差分数字调制信号作为混合扩频信息。

根据直接扩频信息的极性，分别将跳频载波信息中每一路载波极性进行正负变换，以叠加上基带数据信息，生成12路并行的163.84MHz的带有频偏信息的混合扩频信号。然后通过预设时钟，对于该混合扩频信号进行并串转换，最终得到用于传输的高速差分数字调制信息。

此处所描述的并串转换模块可以采用两个相同的OSERDES模块实现乒乓逻辑，外接3倍于12路极性变换模块的高速时钟，用于将12路低速第二信号信息转换为2组，共4路的高速差分数字调制信号，将该高速差分数字调制信号作为混合扩频信息，提高了信息传输的效率

本发明实施例通过将对直接扩频信息进行极性转换的结果对跳频载波信息进行极性转换，从而得到第二信号信息，从而将第二信号信息按照预设规则进行处理，从而生成高速的混合扩频信息，本发明实施例不仅集中了直扩通信系统隐蔽性强与跳频系统抗干扰性能强的优点，提高了发射数据的采样速率，而且带有频偏信息的混合扩频信号还可以精确地模拟出了多普勒频偏信息。

在上述实施例的基础上，图2为本发明另一实施例所提供的混合扩频信息生成设备结构示意图，如图2所示，主要包括混合扩频信息生成装置、数字模拟转换(Digital toanalog converter；DAC)模块和差分-单端转换第一模块；

其中，混合扩频信息生成装置与DAC模块电连接，DAC模块与差分-单端转换第一模块电连接。

其中，混合扩频信息生成装置即为上述任一实施例所描述的一种混合扩频信息生成装置，其用于生成数字调制的带频偏的混合扩频信息，而DAC模块用于将数字调制的带频偏的混合扩频信号经过采样转化为差分模拟信号，而差分-单端转换第一模块用于接收DAC模块发送的差分模拟信号，并将其转换为单端模拟信息，然后将该单端模拟信号进行发送。

而混合扩频信息生成设备还包括放大滤波模块、合路器模块和噪声源模块；其中放大滤波模块与差分-单端转换第一模块电连接，放大滤波模块可以将中心频点固定到1474.56MHz，带宽为200MHz，保留该频段内的信号与噪声，并通过上位机与电脑相连接，对信号功率与噪声功率分别进行调整；其中噪声源模块与放大滤波模块电连接，用于在射频频段产生高斯白噪声；其中合路器模块和放大滤波模块电连接，用于将经过放大滤波模块的带频偏混合扩频模拟信号与窄带高斯白噪声叠加后得到带噪声的信号并输出。

该混合扩频信息生成设备还包括差分-单端转换第二模块、PROM模块；其中差分-单端转换第二模块与DAC模块电连接，用于将差分模拟信号转换为单端模拟信号。

其中PROM模块采用XCF128X芯片和FPGA芯片连接，用与保存信号产生模块的程序。

其中，混合扩频信息生成设备中的频偏输出模块、直接扩频模块、跳频扩频模块和混合扩频模块均位于同一片FPGA芯片中，外接163.84MHz时钟，用于生成12路并行的带频偏的直扩、跳频混合扩频数字调制信号即混合扩频信息，提高了混合扩信息的生成速率，降低了混合扩频信息的误码率。

此处所描述的FPGA型号可以为XC6VLX240T，总显示查找表的资源数为150720，总注册表资源数为301440，总输入输出缓冲系统的资源为600。该生成装置的资源分别占用总资源显示查找表的36％，注册表的20％，输入输出缓冲系统的21％，因此完全可行。

此处所描述的DAC模块可以为DAC芯片，型号为AD9739芯片，AD9739芯片是一款量化位数为14bit，最高采样率可以达到2.5Gsps的超高速DAC芯片，这款芯片的一个显著特点是可以利用自身的混合模式直接发送S波段的信号，与传统上变频方式相比大大节省了成本，提高了设备的可靠性。

以发送端发带频偏的混合扩频的S波段信号为例，对本发明的具体实施过程进行进一步说明：

上述在高信噪比下的跳频载波频段为射频，跳频图案为涵盖64频点，每个频点一个周期中仅出现一次，噪声为高斯白噪声。

步骤一、首先输入33bit量化的频偏信息，精确度为1.3733Hz，在频偏使能信号下降沿时，根据频偏信息时分复用一个乘法器，生成64频点带频偏的步进信息，并将经过RAM延时64时钟周期的频偏信息，送入码偏计数器，确保带有该频偏的频点选择信号、码片地址与各频点载波相位对齐。

步骤二、发送端采用速率为2.5kHz的比特流，将该比特流直接和一组长度为1024的伪随机码相乘进行直接序列扩频，得到扩频后的信息序列，扩频后的码片速率为2.56MHz。将扩频调制后的信息序列每一比特的后面补上一个1，这样就将信息序列变为+1和-1的有符号数，得到BPSK调制的基带信号。

步骤三、利用直接式数字频率合成器的原理，在所述跳频扩频模块，分别生成64个频点各自的并行12路载波相位信息。其中相位累加器位宽为43bit，取高12bit作为地址存储器的输入，深度为4096位。在频点选择模块，对当前频点所对应的12路载波相位，采用1/4查找表读取余弦载波的波形信息，其中波形信息为深度为10位，14bit量化。

通过更改相位累加器的初值，可以修改跳频载波的初相位，相位在0°-360°之间可以任意配置。跳频载波的速率为163.84MHz。

步骤四、将步骤二得到的基带数据分别和步骤三得到的12路频率跳变的正弦波载波相乘进行载波调制，根据基带型号的极性，对载波信号进行极性变化。基带数据的带宽相对载波频率可忽略不计，故基带数据的相位无需设定。然后将12路已调信号输入到并串转换单元中，以载波3倍的时钟为高速时钟、双倍速率形式读取数据，从而得到一路12倍载波数率的已调信号，这样就产生了带频偏的混合扩频信号。

步骤五、上面四个步骤的数据处理都是在FPGA芯片里实现的，然后将上面得到的混合扩频信号传输给AD9739芯片进行数模转换，因为数据在FPGA和AD9739中都是差分的，因此在AD9739的输出端接上一个平衡-不平衡变压器将输出的差分模拟信号转变为单端模拟信号输出。

步骤六、将模拟的混合扩频信号与噪声源输出的高斯白噪声都经过放大滤波模块调制到中心频率为1474.56MHz，带宽为200MHz的通带内，经过合路器合并。通过上位机，还可以设定当前输出信号的信噪比。

作为一个优选实施例，对上述实施例产生的混合扩频信号在相位连续性以及信息流码片与跳频频率切换同步情况的测量方法为：AD9739的输出经过滤波器，再通过同轴电缆进行传输到接收端。接收端将接收到的混合扩频信号经过正交混频，下变频到基带，下变频之后的信号经过低通滤波得到基带信号。基带信号经过降采样，得到的数据寻找完整的第一跳对应的频率以及精确起始位置，之后根据跳频图案对信号进行解跳，解跳后的信号可以观察码片结构，通过与本地产生的码片对比，可以得出信息流码片与跳频频率切换同步情况。解跳后的信号利用直接序列扩频使用的伪随机码进行解扩。然后对解扩结果进行相关峰的捕获，并将得到的信息进行运算处理得到频率和相位信息，然后将各频率点之间的相位差进行对比，可以获得混合扩频信号在相位连续性上的情况，完成测量过程。

综上，本发明将频偏信息转化为码片的时间展缩与各频点的相位步进量变化，将经过极性转换的第一扩频信号分别与多路跳频载波混合调制，并将所有调制后的结果进行合并以生成高速的混合扩频信号，不但集中了直扩通信系统隐蔽性强与跳频系统抗干扰性能强的优点，提高了发射数据的采样速率，还在混合扩频信号中精确地模拟出了多普勒频偏信息。使用采样率可达2.5Gsps的超高速DAC芯片AD9739可以直接发送S波段的调制信号，与传统的用上变频器进行模拟上变频相比，大大节省了成本，并且避免了模拟电路温漂、老化的问题；利用直接数字式频率合成器原理可以灵活、准确的配置跳频载波的频率和相位，并且频率和相位可以实现快速跳变，满足跳频频率切换的速率要求；同时本发明中直接数字式频率合成器生成的跳频载波各频点切换时相位连续，减少接收端进行载波跟踪时对每一频点的相位进行跟踪，信息流码片与跳频频率切换位置对齐，便于接收端对信号进行捕获时的相干累积。

图3为本发明一实施例所描述的混合扩频信息生成方法流程示意图，如图3所示，包括：

步骤310，获取频偏信息、信号频点信息和数据信息；

步骤320，将所述频偏信息转化为码偏信息，以根据所述码偏信息和所述数据信息得到直接扩频信息；

步骤330，将所述频偏信息转化为频移信息，以根据第一预设规则对所述信号频点信息和所述频移信息进行处理得到跳频载波信息；

步骤340，根据第二预设规则对所述直接扩频信息和所述跳频载波信息进行处理，以得到混合扩频信息。

具体的，本发明实施例中所描述数据信息包括数据流地址信息和所述数据流地址信息所对应的伪随机码，其中数据流地址信息是存储于ROM核中当前要发送的数据信息，本发明实施例中所描述的频偏信息是模拟的多普勒变化频偏信息。

本发明实施例中所描述的码偏信息是指频偏信息对应于载波中心频率的时间展缩，将频偏信息转化为码偏信息，通过码偏信息和数据流地址信息生特定码片速率的成第一数据流信息，而根据码偏信息和数据流地址信息生成特定码片速率的伪随机序列信息；然后将特定码片速率的成第一数据流信息和特定码片速率的伪随机序列信息通过叠加以实现直接序列扩频，从而得到直接扩频信息。

本发明实施例中所描述的将频偏信息转换为频移信息是指获取信号频点信息后，计算出对应于各个信号频点的每时钟周期相位步进与相邻通道间相位间隔；对于每一个信号频点，都采用多路并行结构，以第一个通道为基准，使用累加器输出该通道的输出相位信息，其他通道通过加法器分别叠加与基准通道的相位间隔，得到各个信号频点多路并行的输出相位信息，并将其作为频移信息。

本发明实施例中所描述的第一预设规则具体是指通过64点跳频图案确定频移信息所对应的多路并行的跳频载波相位，然后根据预先存储的载波波形信息，对多路并行的跳频载波相位转化为数字波形信息，最终根据该数字波形信息生成带频偏信息的多路并行调频载波，即跳频载波信息。

本发明实施例中所描述的第二预设规则具体是指将直接扩频信息进行极性转换，得到第一信号信息，再根据所述第一信号信息对跳频载波信息进行极性转换，得到第二信号信息；然后通过预设时钟对所述第二信号信息进行处理，最后到混合扩频信息。

本发明实施例提供的方法是用于执行上述各装置实施例的，即本发明实施例所描述的方法是基于上述各装置来实现的。

本发明实施例通过分别对信号进行直接扩频处理和跳频扩频处理得到直接扩频信息和跳频载波信息，而后通过将直接扩频信息进行极性转换，然后根据对直接扩频信息进行极性转换的结果对跳频载波信息进行极性转换，从而得到第二信号信息，从而将第二信号信息按照预设规则进行处理，从而生成高速的混合扩频信息，本发明实施例不仅集中了直扩通信系统隐蔽性强与跳频系统抗干扰性能强的优点，提高了发射数据的采样速率，而且带有频偏信息的混合扩频信号还可以精确地模拟出了多普勒频偏信息，因此可以实现在同源测试环境模拟多普勒频偏，使接收端的可以实现相干调解和多普勒调试。

在上述实施例的基础上，所述根据所述码偏信息和所述数据信息得到直接扩频信息的步骤，具体包括：

根据所述码偏信息和所述数据信息生成第一符号速率的数据流地址、第一码片速率的PN码地址和第一跳频速率的跳频地址；

根据所述第一符号速率的数据流地址和所述数据信息生成第一数据流信息；

根据所述第一码片速率的PN码地址和所述数据信息生成第一伪随机序列信息，以根据所述第一伪随机序列和所述第一数据流信息得到直接扩频信息。

根据所述第一跳频速率的跳频地址，在所述跳频扩频模块的跳频计数器中产生带码偏信息的当前频点信息，传递给频点选择模块用于当前载波频点的选择。

具体的，本发明实施例中的数据信息包括传输数据信息和扩频码数据信息，都储存在ROM核中。传输数据信息经过带码偏计数器提供的第一符号速率的数据流地址读取生成第一数据流信息，扩频码数据信息经过带码偏计数器提供的第一码片速率的PN码地址读取生成伪随机序列信息。

本发明实施例通过将第一符号速率的数据流信息与第一码片速率的伪随机序列信息，通过合并叠加实现了直接序列扩频，且数据生成模块所接收来带编码技术器的数据流信息可以是带码偏的数据流信息，有利于后续步骤的进行。

本发明实施例通过将第一符号速率的数据流地址信息与第一码片速率的伪随机序列信息，通过叠加运算实现了直接序列扩频，且数据生成模块所接收来带编码技术器的数据流信息可以是带码偏的数据流信息，有利于后续步骤的进行。

在上述实施例的基础上，所述根据第一预设规则对所述信号频点信息和频移信息进行处理，得到跳频载波信息的步骤，具体包括：

根据所述偏移信息生成相位信息；

根据所述相位信息和第一跳频速率的跳频地址生成定频载波相位信息；

根据所述定频载波相位信息和所述信号频点信息生成跳频载波相位信息，以根据所述跳频载波相位信息得到跳频载波信息。

具体的，本发明实施例中所描述的相位信息可以包括各频率并行载波的相位步进和相位间隔；此处所描述的定频载波相位信息可以是指12路并行的本发明实施例中所描述的信号频点信息可以是第一跳频速率的跳频地址来产生带有码偏信息的跳频点点数，将该跳频点点数作为当前信号频点信息。

当前跳频载波相位信息作为地址，读取寄存器中的数字波形信息，将所述12路并行跳频载波相位信息转化为12路并行的跳频载波信息。

本发明实施例通过输入频偏对各信号频点信息的影响来确定频移信息，然后通过得到跳频载波相位信息和寄存器中预先存储的载波波形信息，从而得到带频偏信息的多路并行跳频载波，即跳频载波信息，有利于后续混合扩频模块的处理。

在上述实施例的基础上，所述根据第二预设规则对所述直接扩频信息和所述跳频载波信息进行处理，以得到混合扩频信息的步骤，具体包括：

将所述直接扩频信息进行极性转换，以得到第一信号信息；

根据所述第一信号信息对所述跳频载波信息进行极性转换，以得到第二信号信息；

通过预设时钟对所述第二信号信息进行处理，以得到混合扩频信息。

具体的，本发明实施例中所描述的此处所描述的根据第一信号信息对跳频载波信息进行极性转换具体是指，根据第一信号信息的极性，分别将跳频载波信息中每一路正弦波载波极性对应的极性变化叠加第一信号信息的数据流地址信息，生成对应的携带有频偏信息的第二信号信息，此处的第二信号信息可以是12路低速混合扩频信号；本发明实施例中所描述的预设时钟可以是3倍于12路极性变换模块的高速时钟。

本发明实施例通过将对直接扩频信息进行极性转换的结果对跳频载波信息进行极性转换，从而得到第二信号信息，从而将第二信号信息按照预设规则进行处理，从而生成高速的混合扩频信息，本发明实施例不仅集中了直扩通信系统隐蔽性强与跳频系统抗干扰性能强的优点，提高了发射数据的采样速率，而且带有频偏信息的混合扩频信号还可以精确地模拟出了多普勒频偏信息。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种混合扩频信息生成装置，其特征在于，包括：

频偏输出模块、直接扩频模块、跳频扩频模块和混合扩频模块；

所述频偏输出模块用于将频偏信息分别发送到所述直接扩频模块和所述跳频扩频模块；

所述直接扩频模块用于获取数据信息和所述频偏信息，以根据所述频偏信息和所述数据信息生成直接扩频信息，并将所述直接扩频信息发送到所述混合扩频模块；

所述跳频扩频模块用于接收所述频偏信息，以根据所述频偏信息生成跳频载波信息，并将所述跳频载波信息发送到所述混合扩频模块；

所述混合扩频模块用于接收所述直接扩频信息和所述跳频载波信息，以根据所述直接扩频信息和所述跳频载波信息得到混合扩频信息；

其中，所述直接扩频模块包括：

带码偏计数器、数据生成模块、伪随机序列生成模块和码片级数据序列合成模块；

所述带码偏计数器用于获取所述频偏信息和所述数据信息，并根据所述频偏信息生成第一符号速率的数据流地址、第一码片速率的PN码地址，以将所述第一符号速率的数据流地址发送到所述数据生成模块，同时将所述第一码片速率的PN码地址发送到所述伪随机序列生成模块；

所述数据生成模块用于接收所述第一符号速率的数据流地址，并根据所述第一符号速率的数据流地址和所述数据信息生成第一数据流信息，并将所述第一数据流信息发送到所述码片级数据序列合成模块；

所述伪随机序列生成模块用于接收所述第一码片速率的PN码地址，并根据所述第一码片速率的PN码地址和所述数据信息生成第一伪随机序列信息，并将所述第一伪随机序列信息发送到所述码片级数据序列合成模块；

所述码片级数据序列合成模块用于接收所述第一伪随机序列信息和所述第一数据流信息，以根据所述第一伪随机序列信息和所述第一数据流信息生成直接扩频信息，并将所述直接扩频信息发送到所述混合扩频模块。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述带码偏计数器还用于：

根据所述频偏信息生成第一跳频速率的跳频地址；

将所述第一跳频速率的跳频地址发送到跳频扩频模块。

3.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述跳频扩频模块包括：

步进计算模块、多路并行相位累加模块、跳数计数器模块、频点选择模块和波形寄存器模块；

所述步进计算模块，用于获取所述频偏信息，根据所述频偏信息生成相位信息，并将所述相位信息发送到所述多路并行相位累加模块；

所述多路并行相位累加模块用于接收所述相位信息，以根据所述相位信息生成定频载波相位信息，并将所述定频载波相位信息发送到频点选择模块；

所述跳数计数器模块用于获取第一跳频速率的跳频地址，以根据所述第一跳频速率的跳频地址生成信号频点信息，并将所述信号频点信息发送到所述频点选择模块；

所述频点选择模块用于获取所述定频载波相位信息和所述信号频点信息，以根据所述信号频点信息和所述定频载波相位信息生成跳频载波相位信息，并将所述跳频载波相位信息发送到地址寄存器模块；

所述波形寄存器模块用于获取所述跳频载波相位信息，以根据所述跳频载波相位信息读取数字波形信息，得到跳频载波信息，将所述跳频载波信息发送到所述混合扩频模块。

4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述混合扩频模块包括：

基带极性转换模块、12路极性变换模块和并串转换模块；

所述基带极性转换模块用于接收所述直接扩频信息，以将所述直接扩频信息进行极性转换得到第一信号信息，并将所述第一信号信息发送到所述12路极性变换模块；

所述12路极性变换模块用于接收第一信号信息和所述跳频载波信息，并根据所述第一信号信息将第二扩频进行极性转换得到第二信号信息，以将所述第二信号信息发送到所述并串转换模块；

所述并串转换模块用于接收所述第二信号信息，并通过预设时钟，将所述第二信号信息转化为混合扩频信息。

5.一种混合扩频信息生成方法，其特征在于，包括：

获取频偏信息、信号频点信息和数据信息；

将所述频偏信息转化为码偏信息，以根据所述码偏信息和所述数据信息得到直接扩频信息；

将所述频偏信息转化为频移信息，以根据第一预设规则对所述信号频点信息和所述频移信息进行处理，以得到跳频载波信息；

根据第二预设规则对所述直接扩频信息和所述跳频载波信息进行处理，以得到混合扩频信息；

其中，所述根据所述码偏信息和所述数据信息得到直接扩频信息的步骤，具体包括：

根据所述码偏信息和所述数据信息生成第一符号速率的数据流地址和第一码片速率的PN码地址；根据所述第一符号速率的数据流地址和所述数据信息生成第一数据流信息；

根据所述第一码片速率的PN码地址和所述数据信息生成第一伪随机序列信息，以根据所述第一伪随机序列和所述第一数据流信息得到直接扩频信息；

其中，所述根据第一预设规则对所述信号频点信息和频移信息进行处理，得到跳频载波信息的步骤，具体包括：

根据所述频移信息生成相位信息；

根据所述相位信息和第一跳频速率的跳频地址生成定频载波相位信息；

根据所述定频载波相位信息和所述信号频点信息生成跳频载波相位信息，以根据所述跳频载波相位信息得到跳频载波信息；

其中，所述根据第二预设规则对所述直接扩频信息和所述跳频载波信息进行处理，以得到混合扩频信息的步骤，具体包括：

将所述直接扩频信息进行极性转换，以得到第一信号信息；

根据所述第一信号信息对所述跳频载波信息进行极性转换，以得到第二信号信息；

通过预设时钟对所述第二信号信息进行处理，以得到混合扩频信息。

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