CN110401469A - 一种抗大频偏的多进制扩频解扩方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于扩频通信技术领域，具体涉及一种抗大频偏的多进制扩频解扩方法。本发明的目的在于改进普通解扩技术的不足，提供一种抗大频偏的多进制扩频解扩方法，利用分段相关解扩减小大频偏对解扩相关值的影响，减小大频偏引起的信噪比损失，提高系统误码性能。

Description

一种抗大频偏的多进制扩频解扩方法

技术领域

本发明属于扩频通信技术领域，具体涉及一种抗大频偏的多进制扩频解扩方法。

背景技术

所谓多进制扩频，本质上是一种分组编码形式，每K比特信息编码未一个N比特的码字，通常N远大于K，以满足编码后的信号为扩频信号。当信息速率相同时，M进制扩频系统带宽是传统直接序列扩频系统的1/K，且M条伪随机码与K位信息比特的映射关系可变，故多进制扩频更适用于带宽有限且需要高速数据传输的情况，且较传统直扩系统具有更强的抗截获性能和信息保密性。

多进制扩频接收机存在相干解扩和非相干解扩两种方式，相干解扩要求接收机必须在同步时校正频率偏移和相位偏移，加大同步实现的难度和复杂度。非相干解扩中，需要将接收的码片数据与本地正交扩频码分别相关，相关长度为一个扩频码长度，在符号判决时无需消除载波的初始相偏，只需纠正频偏，就可完成解扩。

在高动态通信环境中，接收端和发射端之间由于高速相对运动而带来很大的多普勒频移和时延不确定性，同时由于加速度的存在，各个偏移量之间也在不断变化。这就造成接收端在解调信号时存在较大频偏，即使同步做了频率纠正，由于动态范围较大，频率纠正精度通常不会太高。所以解扩时仍会存在一定频偏，并且多普勒频移的加速度会造成频偏的累积，这都对解扩相关值产生影响，引起信噪比损失，降低符号判决正确率。

发明内容

本发明的目的在于改进普通解扩技术的不足，提供一种抗大频偏的多进制扩频解扩方法，利用分段相关解扩减小大频偏对解扩相关值的影响，减小大频偏引起的信噪比损失，提高系统误码性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种抗大频偏的多进制扩频解扩方法。

该方法包括如下步骤：

S1、初始化，具体为：

S11、将M路长度L的扩频码片，分成P段，每段相关长度为X，有L＝PX；

S12、扩频端选择M路长度为X的扩频伪码，每段扩频伪码在相关长度X内依然保持相互正交；

S13、将扩频伪码重复拼接，形成M路长度为L的扩频码；

S14、解扩端分别存储相同的P段M路扩频伪码；

S2、将收到的第一段长度为N的数据(取N＝X)，分别与M路每一路扩频码的第一段相关长度为X的扩频伪码进行相关，取相关值的绝对值；

S3、依次将第二段、第三段……第P段接收数据分别与M路扩频码的对应扩频伪码段进行相关并取绝对值，得到P组相关模值；

S4、分别累加P组相关模值，得到一组判决变量；

S5、根据最大的判决量对应的该路扩频码解调出扩频前的符号信息。

本发明的有益效果是：解决大频偏条件普通解扩技术信噪比损失较大的问题，利用分段相关解扩减小大频偏对解扩相关值的影响，减小大频偏引起的信噪比损失，提高系统误码性能，在高动态通信环境中性能良好。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

图2为1kHz频偏时算法性能。

图3为2kHz频偏时算法性能。

图4为5kHz频偏时算法性能。

具体实施方式

下面结合附图和仿真示例，详细描述本发明的技术方案：

采用Matlab2018a仿真平台进行运行实验，其中，仿真参数为：通信信道为高斯信道，采用四进制扩频，扩频码选用WALSH码，长度为512，分别分为1、2、4、8段，分别在1kHz频偏、2kHz频偏和5kHz频偏下对比链路误码性能。

如图1所示，一种抗大频偏的多进制扩频解扩方法，具体步骤如下：

步骤1：初始化

1.1选择四路长度分别为512、256、128、64的WALSH码。

1.2四路WALSH码分别进行拼接0次、1次、3次、7次得到分段数为1、2、4、8长度为512的正交扩频码。

1.3解扩端按同样方式存储四路分为1、2、4、8段的扩频伪码。

1.4将接收端接收频偏设置为1kHz。

1.5设置仿真信噪比为[-22,-16]dB。

步骤2：对接收信号进行相应分段，同样分别分成1、2、4、8段；

步骤3：进行分段相关，具体为：

3.1分一段的扩频信号分别与四路长度为512的扩频伪码做相关运算，得到相关值的模，得到一组判决量。

3.2分两段的扩频信号，分别与对应的四路长度分为256的两段扩频伪码做相关运算，分别将第一段相关值的模和第二段相关值的模相加，得到一组判决量。

3.3分四段的扩频信号，分别与对应的四路长度分为128的四段扩频伪码做相关运算，分别每一段相关值的模相加，得到一组判决量。

3.4分八段的扩频信号，分别与对应的四路长度分为64的八段扩频伪码做相关运算，分别将每一段相关值的模相加，得到一组判决量。

步骤4：进行符号判决，选择判决量值最大的扩频码解调出对应的符号信息。

步骤5：分别将频偏修改为2kHz、5kHz，重复步骤2～4。

步骤6：计算频偏为1kHz、2kHz、5kHz时，不同分段数的链路性能。

由图2-4的实施仿真结果可以看到，大频偏条件下接收机分段解扩的链路误码率性能明显好于分1段解扩的链路误码率性能。以信噪比-19dB为例，在1kHz频偏条件下，分2段解扩误码性能比分1段解扩的误码性能提高0.5dB左右；在2kHz频偏条件下，接收机分2段和分4段解扩的误码性能比分1段解扩的误码性能提高4dB左右；在5kHz频偏条件下，接收机分8段解扩的误码性能比分1段解扩的误码性能提高10dB左右。由实施结果分析可知，大频偏条件下分段解扩的链路误码性能有明显提高，选择合适的分段数目解扩，能够较好的减小大频偏对接收机解扩相关值的影响，大幅提高解扩判决的正确率。

Claims (1)

1.一种抗大频偏的多进制扩频解扩方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、初始化，具体为：

S11、将M路长度L的扩频码片，分成P段，每段相关长度为X，有L＝PX；

S12、扩频端选择M路长度为X的扩频伪码，每段扩频伪码在相关长度X内依然保持相互正交；

S13、将扩频伪码重复拼接，形成M路长度为L的扩频码；

S14、解扩端分别存储相同的P段M路扩频伪码；

S2、将收到的第一段长度为N的数据，分别与M路每一路扩频码的第一段相关长度为X的扩频伪码进行相关，取相关值的绝对值，N＝X；

S3、依次将第二段、第三段……第P段接收数据分别与M路扩频码的对应扩频伪码段进行相关并取绝对值，得到P组相关模值；

S4、分别累加P组相关模值，得到一组判决变量；

S5、根据最大的判决量对应的该路扩频码解调出扩频前的符号信息。