CN114172538B - 扩频信号发送、扩频信号接收方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种扩频信号发送、扩频信号接收方法、装置、设备及存储介质，所述扩频信号发送方法包括：获取基带信号；根据直扩码对所述基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号；对所述第一信号进行分组，得到多个第二信号；根据跳频序列对所述第二信号进行跳频调制，得到第三信号，其中，所述跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的所述直扩码的周期，N为正整数；根据射频载波对所述第三信号进行射频调制，得到发射信号；发送所述发射信号。通过将直扩码的周期和跳频序列的跳频周期进行关联，使得对该扩频信号进行解调时，可以获取直扩码周期计数器的状态从而判断出跳频码的相位状态，从而省去对跳频码的相位的跟踪。

Description

扩频信号发送、扩频信号接收方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种扩频信号发送、扩频信号接收方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在现代复杂电磁环境下，航天测控链路受到自然干扰、人为干扰甚至敌对势力的蓄意破坏，而目前在我国测控领域广泛应用的统一S波段（Unified S Band，USB）测控体制和遥测、跟踪和控制（Telemetry,Tracking,and Command，TT＆C）的统一扩频体制均是从国外民用技术用演化而来，技术体制和标准基本是公开的，显然不能提供有效的抗干扰、抗截获、抗摧毁能力。因此需进一步提高测控系统可靠性、抗干扰性与保密性，以及提供更大的测控网络用户容量。

扩频技术按照扩展频谱方式的不同，可以分为直接序列(Direct-Sequence，DS)扩展频谱（简称直扩）、跳频(Frequency Hopping，FH)、跳时(Time Hopping，TH)、线性调频（Linear Frequency Modulation,LFM），以及由上述两种或两种以上单一扩频方式组合而成的混合扩频，如直扩/跳频混合扩频(DS/FH)，直扩/跳时(DS/TH)混合扩频等。其中，DS/FH混合扩频技术具有良好的抗截获能力、通信距离比单一扩频方式远、可克服多径效应和远近效应以及对同频段工作的设备干扰小等特点，是国内外公认的最富有生命力的抗干扰系统。

目前欧美等国家的民用航天测控系统采用直接序列扩频体制来提高抗干扰能力，我国正广泛使用的航天测控系统也采用了直接序列扩频体制。但这种单一的扩频体制抗干扰能力有限，尤其随着现代信号检测技术和硬件性能的发展，如果干扰方通过技术手段恢复了直扩系统的伪码序列，并根据伪码序列产生合适的干扰信号，很小的干扰功率就可以使整个直扩测控系统无法正常工作，直扩技术已不能满足对安全和抗干扰要求很高的领域的需求；此外，直扩技术的远近效应使航天测控网的组网性能下降。跳频扩频技术刚出现时，具有很强的抗干扰性能，广泛应用在军用电台。但目前已有仪器已经可以对2GHz带宽范围内，5万跳每秒的跳频信号进行全频段监视，在10s之内可以记录下所有跳频点，并且可以显示出信号在各个跳频点的完整频谱。只要掌握了信号的跳频点变化规律，破获跳频图案就变得非常容易。如果干扰方掌握了跳频图案，就可以对跳频系统形成跟踪式干扰，此时跳频系统的抗干扰能力将完全丧失。

DS/FH混合扩频技术同时具备了直扩技术和跳频技术的优点，不但拥有了比单一扩频技术更强的抗截获能力，且能抗多径、抗远近效应，并具备较强的抗中继转发式干扰的能力；该技术的组网能力也十分优秀，通过合理设计跳频码和直扩码，DS/FH技术具备了更大的用户容量。

在航天测控领域，由于需要利用相干载波完成跟踪测距与多普勒测速，必须利用相干解调，而相干解调DS/FH接收机对信号的跟踪需要在三维进行：跳频码相位、直扩码相位、载波相位，三维跟踪需要三种跟踪环路，且这三种跟踪环路互相影响、嵌套，使DS/FH接收机实现复杂，可靠性不高。同时，传统跳频序列跟踪环的跳频跟踪精度与跳频周期存在比例关系，其跳频跟踪精度已无法适应DS/FH测控信号对跳频图案同步精度的需求。

发明内容

本申请实施例提供了一种扩频信号发送、扩频信号接收方法、装置、设备及存储介质，在扩频信号发送时，利用直扩码周期计数器将直扩码周期和跳频码的相位相关联，在接收扩频信号对扩频进行解调时，通过获取直扩码周期计数器的状态进而判断跳频码的相位状态，从而可以省去了对跳频码的相位的跟踪，降低了扩频信号在解调时的复杂度。

一方面，本申请实施例提供了扩频信号发送方法，该方法包括：

获取基带信号；

根据直扩码对基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号；

对第一信号进行分组，得到多个第二信号；多个第二信号中的每个第二信号携带有同步字头信息；

根据跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号，其中，跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的直扩码的周期，N为正整数；

根据射频载波对第三信号进行射频调制，得到发射信号；

发送发射信号。

进一步的，根据直扩码对基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号包括：

通过直扩码数控振荡器确定直扩码控制频率；

通过直扩码发生器根据直扩码控制频率生成直扩码；

根据直扩码对基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号。

进一步的，通过直扩码数控振荡器确定直扩码控制频率包括：

通过直扩码数控振荡器确定第一频率源产生的第一频率；

通过直扩码数控振荡器根据第一频率生成直扩码控制频率。

进一步的，根据跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号包括：

通过跳频序列发生器生成跳频序列；

通过直接数字式频率合成器根据第一频率确定跳频序列中跳频的频率；

利用经过锁相环的跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号。

进一步的，对第一信号进行分组，得到多个第二信号；第二信号携带有同步字头信息包括：

根据直扩码的周期对第一信号进行分段，得到多个第二信号，第二信号与多个直扩码相对应；

对多个第二信号设置同步字头信息。

进一步的，根据跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号包括：

将跳频序列中的初始跳频作为当前跳频；

利用当前跳频对第二信号进行跳频调制；

对第二信号中的直扩码进行周期计数，得到第一周期数据；

若第一周期数据为N时，将当前跳频的下一跳频当作当前跳频；重复步骤：利用当前跳频对第二信号进行跳频调制；对第二信号中的直扩码的进行周期计数，得到第一周期数据；

直至第二信号跳频调制完毕，得到第三信号。

另一方面，提供了一种扩频信号接收方法，该方法包括：

接收发射信号，发射信号为依次经过直接序列扩频调制、跳频调制和射频载波调制的扩频信号；其中，跳频调制所用的跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的直接序列扩频调制所用的直扩码的周期，N为正整数；

根据射频参考载波对发射信号进行射频解调，得到第四信号；

将本地跳频序列的初始跳频作为当前跳频，根据当前跳频和本地直扩码对预设时长内的第四信号进行捕获处理；捕获处理包括利用当前跳频进行解跳频和利用本地直扩码进行解直扩；

若在M个跳频序列周期对应的时间内捕获到预设时长内的第四信号中的初始跳频频率，则确定捕获成功；

若从预设时长内的第四信号进行解跳频和解直扩后得到的第五信号中检测到同步字头信息，根据同步字头信息中的同步状态信息调整本地跳频序列；

启动直扩码跟踪环路和载波跟踪环路，对预设时长外的第四信号的直扩码和射频载波进行跟踪；

根据当前跳频和本地直扩码对预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调；

对预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；

若第二周期数据为N时，将当前跳频的下一跳频当作当前跳频；重复步骤：利用当前跳频和本地直扩码对预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调；对预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；

直至预设时长外的第四信号跳频解调完毕，得到解调信号。

进一步的，该方法还包括：

若在M个跳频序列周期对应的时间内没有捕获到第四信号中的当前跳频对应的跳频频率，将当前跳频的下一跳频作为当前跳频，重复步骤：根据当前跳频和本地直扩码对预设时长对第四信号进行捕获处理。

进一步的，方法还包括：

若直扩码跟踪环路对直扩码的跟踪和/或载波跟踪环路对射频载波的跟踪失锁，根据本地跳频序列的初始跳频频率和本地直扩码对预设时长内的第四信号进行捕获处理。

进一步的，M大于等于2。

进一步的，预设时长为本地直扩码的周期的整数倍，预设时长根据发射信号的载噪比进行确定。

另一方面，提供了一种扩频信号发送装置，该装置包括：

获取模块，用于获取基带信号；

第一调制模块，用于根据直扩码对基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号；

分组模块，用于对第一信号进行分组，得到多个第二信号；多个第二信号中的每个第二信号携带有同步字头信息；

第二调制模块，用于根据跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号，其中，跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的直扩码的周期，N为正整数；

第三调制模块，用于根据射频载波对第三信号进行射频调制，得到发射信号；

发送模块，用于发送发射信号。

另一方面，提供了一种扩频信号接收装置，该装置包括：

接收模块，用于接收发射信号，发射信号为依次经过直接序列扩频调制、跳频调制和射频载波调制的扩频信号；其中，跳频调制所用的跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的直接序列扩频调制所用的直扩码的周期，N为正整数；

第一解调模块，用于根据射频参考载波对发射信号进行射频解调，得到第四信号；

捕获模块，用于将本地跳频序列的初始跳频作为当前跳频，根据当前跳频和本地直扩码对预设时长内的第四信号进行捕获处理；捕获处理包括利用当前跳频进行解跳频和利用本地直扩码进行解直扩；

确定模块，用于若在M个跳频序列周期对应的时间内捕获到预设时长内的第四信号中的初始跳频频率，则确定捕获成功；

同步模块，用于若从预设时长内的第四信号进行解跳频和解直扩后得到的第五信号中检测到同步字头信息，根据同步字头信息中的同步状态信息调整本地跳频序列；

跟踪模块，用于启动直扩码跟踪环路和载波跟踪环路，对预设时长外的第四信号的直扩码和射频载波进行跟踪；

第二解调模块，用于将本地跳频序列中的初始跳频作为当前跳频，利用当前跳频和本地直扩码对预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调；

数据处理模块，用于对预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；若第二周期数据为N时，将当前跳频的下一跳频当作当前跳频；重复步骤：利用当前跳频和本地直扩码对预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调；对预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；直至预设时长外的第四信号跳频解调完毕，得到解调信号。

另一方面提供了一种设备，该设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述的扩频信号发送方法或者扩频信号接收方法。

另一方面提供了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述的扩频信号发送方法或者扩频信号接收方法。

本申请实施例提供的扩频信号发送、扩频信号接收方法、装置、设备及存储介质，具有如下技术效果：

获取基带信号；根据直扩码对基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号；对第一信号进行分组，得到多个第二信号；多个第二信号中的每个第二信号携带有同步字头信息；根据跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号，其中，跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的直扩码的周期，N为正整数；根据射频载波对第三信号进行射频调制，得到发射信号；发送发射信号。本申请在扩频信号发送时，利用直扩码周期计数器将直扩码周期和跳频码的相位相关联，使得在接收扩频信号对扩频信号进行解调时，只需要对直扩码的相位和射频载波的相位进行跟踪，通过获取直扩码周期计数器的状态就可以判断跳频码的相位状态，从而省去了对跳频码的相位的跟踪，降低了扩频信号在解调时的复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本申请实施例提供的一种应用环境的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种扩频信号发送方法的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种直接序列扩频调制方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种直扩码周期与跳频周期的对应关系示意图；

图5是本申请实施例提供的一种跳频调制方法的流程示意图；

图6是本申请实施例提供的一种扩频信号发送模型的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种扩频信号接收方法的流程示意图；

图8是本申请实施例提供的一种扩频信号接收模型的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种扩频信号发送装置的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种扩频信号接收装置的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的一种扩频信号发送方法或者扩频信号接收方法的服务器的硬件结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种应用环境的示意图，该示意图包括发射机101和接收机102。其中，该发射机101和该接收机102是可移动的，或者说该发射机101和该接收机102之间的相对位置是变化的，该发射机101用于对获取到的基带信号进行调制后得到发射信号，并发出该发射信号，该接收机102用于接收该发射机101发出的发射信号，并对该发射信号进行解调，得到解调信号，实现本地复现该发射机101获取到的基带信号。

一种可选的实施方式中，发射机101还可以包括发射机服务器，该发射机服务器可以为该发射机101提供信号发射服务，该种实施方式中，发射机101对获取的基带信号进行调制得到发射信号，并将该发射信号发送至发射机服务器，发射机服务器发出该发射信号；接收机102还可以包括接收机服务器，该接收机服务器可以为该接收机提供信号接收服务，该种实施方式中，接收机服务器接收发射机服务器发出的发射信号，并将该发射信号发送至接收机102，接收机102对获取到的发射信号进行解调，得到解调信号。

以下介绍本申请一种扩频信号发送方法的具体实施例，图2是本申请实施例提供的一种扩频信号发送方法的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种执行方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例所示的方法顺序执行或者并行执行（例如并行处理器或者多线程处理的环境）。实施例中列举的步骤S201-S211及其子步骤基于发射机101进行，具体的如图2所示，该方法可以包括：

S201：获取基带信号。

S203：根据直扩码对基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号。

请参考图3，图3是本申请实施例提供的直接序列扩频调制方法的流程示意图，本申请实施例中，根据直扩码对获取到的基带信号进行直接序列扩频调制可以包括：

S301：通过直扩码数控振荡器（Numerically Controlled Oscillator，NCO）确定直扩码控制频率。

S303：通过直扩码发生器根据该直扩码控制频率生成直扩码。

本申请实施例中，直扩码可以为二相伪随机序列或者伪噪声（Pseudo-Noise，PN）码，比如Gold码和m序列。

S305：根据该直扩码对基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号。

如此，就实现了基带信号的直接序列扩频调制，得到直扩已调信号，即第一信号，扩宽了基带信号的频谱，降低了基带信号的功率谱密度。

在一种可选的实施方式中，通过直扩码NCO确定直扩码控制频率可以包括：可以通过直扩码NCO确定第一频率源产生的第一频率，将该第一频率源产生的该第一频率作为基准频率，根据该基准频率生成直扩码控制频率，如此，实现了直扩码控制频率是由第一频率源产生的第一频率为基准频率来进行确定的。

在一种可选的实施方式中，根据该基准频率生成直扩码控制频率时，可以通过倍频器对该基准频率进行倍频，使通过该直扩码NCO确定的第一频率为该基准频率的整数倍，也可以提高直扩码控制频率的稳定性。

S205：对第一信号进行分组，得到多个第二信号，多个第二信号中的每个第二信号携带有同步字头信息。

本申请实施例中，对第一信号分组，即对第一信号进行分段，可以根据直扩码的周期对第一信号进行分段，具体的，在将一位基带信号数据编码为多为序列时，比如基带信号数据“0”用直扩码“00110010”进行编码，数据“1”用直扩码“11001101”进行编码，因此，第一信号包括了多个直扩码的周期，在对第一信号分组得到多个第二信号时，第二信号与多个直扩码相对应，换句话说，第二信号的长度应包含完整的直扩码的周期，即第二信号的长度为直扩码的周期的整数倍。

对多个第二信号设置同步字头信息，同步字头信息包括同步标识和状态信息，具体的，在对第二信号设置同步字头信息时，在第二信号的头部位置依次设置同步标识和状态信息，同步标识用于识别该第二信号，状态信息用于确定跳频频率的状态。

S207：根据跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号，其中，跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的直扩码的周期，N为正整数。

本申请实施例中，根据跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号可以包括：通过跳频序列发生器生成跳频序列；通过直接数字式频率合成器（Direct DigitalSynthesizer，DDS）根据第一频率确定跳频序列中跳频的频率，利用经过锁相环（PhaseLocked Loop，PLL）的跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种直扩码周期与跳频周期的对应关系示意图，本申请实施例中，跳频序列包括多个跳频，多个跳频作周期性变化的时间间隔为一个跳频序列周期，跳频序列中相邻跳频之间的时间间隔为跳频周期，或者说跳频序列的码片宽度为跳频周期，使跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的直扩码的周期，N为正整数。

具体的，跳频序列可以通过跳频序列发生器根据第一频率源产生的第一频率作为基准频率进行确定，DDS用于根据跳频序列产生不同的跳频频率，跳频序列发生器可以通过控制跳频序列的移位控制DDS产生对应的跳频频率，根据DDS产生的跳频频率通过PLL形成的跳频载波，对第二信号进行跳频调制，得到直扩跳频已调信号，即第三信号。如此，基于同一个第一频率，使得DDS产生的跳频频率与上述直扩码NCO产生的直扩码控制频率会呈现一个倍数关系，从而便于关联直扩码的周期和跳频码的跳频周期相关联，并实现了对第二信号进行跳频调制，有效提高了信号传输时的抗干扰能力。

在一种可选的实施方式中，请参阅图5和图6，图5是本申请实施例提供的一种跳频调制方法的流程示意图，图6是本申请实施例提供的一种扩频信号发送模型的结构示意图，根据跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号可以包括：

S501：将跳频序列中的初始跳频作为当前跳频。

本申请实施例中，跳频序列可以置于初始相位，即跳频序列发生器置于初始相位，将跳频序列中的初始跳频作为当前跳频。

S503：利用当前跳频对第二信号进行跳频调制。

本申请实施例中，跳频序列可以根据该当前跳频控制DDS产生对应的跳频频率，根据该跳频对第二信号进行跳频调制。

S505：对第二信号中的直扩码进行周期计数，得到第一周期数据。

本申请实施例中，可以由数据处理模块中的直扩码周期计数器对第二信号中的直扩码进行周期计数，得到第一周期数据。

S507：若第一周期数据为N时，将当前跳频的下一跳频当作当前跳频，转至步骤S503，直至第二信号跳频调制完毕，得到第三信号。

如此，就使得跳频序列的跳频周期等于直扩码的周期，实现了将直扩码的周期和跳频序列的跳频周期相关联。

S209：根据射频载波对第三信号进行射频调制，得到发射信号。

具体的，射频载波可以由第一频率源产生的第一频率作为基准频率进行确定，当然，射频载波可以是该基准频率进行倍频之后的频率。

本申请实施例中，可以根据该射频载波对第三信号进行射频调制,即对第三信号进行上变频数模转换（Digital to Analog Converter,DAC）处理，得到发射信号。

S211：发送发射信号。

本申请实施例通过上述步骤，实现了在扩频信号发送时，利用直扩码周期计数器将直扩码的周期和跳频序列的跳频周期相关联，使跳频序列的跳频周期等于直扩码的周期，使得后续在接收扩频信号时，可以通过获取直扩码周期计数器的状态进而判断跳频序列的相位状态，为降低了扩频信号在接收时的复杂度提供了基础。

以下介绍本申请一种扩频信号接收方法的具体实施例，图7是本申请实施例提供的一种扩频信号接收方法的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种执行方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例所示的方法顺序执行或者并行执行（例如并行处理器或者多线程处理的环境）。实施例中列举的步骤S701-S721基于接收机102进行，具体的如图7所示，该方法可以包括：

S701：接收发射信号，该发射信号为依次经过直接序列扩频调制、跳频调制和射频载波调制的扩频信号，其中，跳频调制所用的跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的直接序列扩频调制所用的直扩码的周期，N为正整数。

具体的，该发射信号为经上述的扩频信号发送方法依次进行直接序列扩频调制、跳频调制和射频载波调制的信号。

S703：根据射频参考载波对发射信号进行射频解调，得到第四信号。

请参阅图8，图8是本申请实施例提供的一种扩频信号接收模型的结构示意图，具体的，如图8所示，本申请实施例中，该射频参考载波与上述扩频信号发送方法中的射频载波相同，根据该射频参考载波对接收到的该发射信号进行射频载波解调，并将其进行下变频模数转换（Analog-to-Digital Converter，ADC）处理，得到数字中频的载波解调信号。

S705：将本地跳频序列的初始跳频作为当前跳频，根据本地跳频序列的当前跳频和本地直扩码对预设时长内的第四信号进行捕获处理，捕获处理包括利用当前跳频进行解跳频和利用本地直扩码进行解直扩。

本申请实施例中，预设时长为本地直扩码的周期的整数倍，具体的，预设时长还可以根据发射信号的载噪比进行确定，预设时长越长，进行捕获处理的时间也越长，或者说载噪比越低，捕获处理需要的时间越长，可以根据实际需要，选择合适的预设时长。

本申请实施例中，捕获处理可以采用串行捕获等待搜索算法和时频域并行搜索算法。

S707：进行捕获判决，判断是否捕获成功，若在M个跳频序列周期对应的时间内捕获到预设时长内的第四信号中的初始跳频频率，则确定捕获成功，转至步骤S709；否则转至步骤S705。

在一种可选的实施方式中，M可以大于等于2。

具体的，本申请实施例中，M可以为2，对2个跳频序列周期对应的时间内的初始跳频频率进行捕获，换句话说，相当于在2个初始跳频频率上进行捕获。

若在M个跳频序列周期对应的时间内没有捕获到第四信号中的当前跳频对应的跳频频率，则表明第四信号中的该当前跳频对应的跳频频率受到干扰，转至步骤S705；需要注意的是，在转至步骤S705时，是将当前跳频的下一跳频作为当前跳频。

在一种可选的实施方式中，在捕获判决确定捕获成功后，即在M个跳频序列周期对应的时间内捕获到预设时长内的第四信号中的初始跳频频率，还可以再次进行捕获判决，即再次确定是否在在M个跳频序列周期对应的时间内捕获到预设时长内的第四信号中的初始跳频频率，即对初次捕获判决的结果进行捕获确认，防止虚捕或假捕。

S709：从预设时长内的第四信号进行解跳频和解直扩，得到的第五信号，对第五信号中的同步字头信息进行检测。

S711：若从预设时长内的第四信号进行解跳频和解直扩后得到的第五信号中检测到同步字头信息，根据同步字头信息中的同步状态信息调整本地跳频序列，转至步骤S713；否则转至步骤S709。

本申请实施例中，若捕获判决确定捕获成功，可以直接完成非相干解调，即对预设时长内的第四信号进行解跳频和解直扩后得到第五信号，若从第五信号中检测到同步字头信息，则根据同步字头信息中的同步状态信息调整本地跳频序列。

具体的，同步字头信息包括同步标识信息和同步状态信息，若检测到同步字头信息中的同步标识信息，则表明第四信号已经到达跳频频率的切换时刻，根据同步标识信息后面的同步状态信息调整本地跳频序列的当前跳频，使本地跳频序列可以与第四信号进行同步跳频。

本申请实施例中，在根据同步标识信息后面的同步状态信息调整本地跳频序列的当前跳频后，本地直扩码的相位与接收到的发射信号的直扩码的相位误差小于1/4个直扩码的码片时间，射频载波频率误差小于预设载波频率搜索步长的一半，本地跳频序列与接收到的发射信号的跳频序列相位差小于直扩码的码片时间的1/4。

S713：启动直扩码跟踪环路和载波跟踪环路，对预设时长外的第四信号的直扩码和射频载波进行跟踪。

请参阅图8，图8是本申请实施例提供的一种扩频信号接收模型的结构示意图，具体的，如图8所示，该扩频信号接收模型包括用于对射频载波相位进行跟踪的载波跟踪环路和用于对直扩码相位进行跟踪的直扩码跟踪环路。

本申请实施例中，直扩码跟踪环路和载波跟踪环路开始闭环工作，不断缩小本地复现的解调信号与接收到的发射信号的直扩码相位误差和载波频率误差，并根据直扩码的周期与跳频序列的跳频频率之间呈现的周期倍数关系，缩小本地复现的解调信号与接收到的发射信号的跳频频率误差。

S715：根据本地跳频序列的当前跳频和本地直扩码对预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调。

S717：对预设时长外的第四信号中的直扩码进行周期计数，得到第二周期数据。

S719：若第二周期数据为N时，将当前跳频的下一跳频当作当前跳频，转至步骤S715，直至预设时长外的第四信号跳频解调完毕得到解调信号。

S721：若直扩码跟踪环路对直扩码的跟踪和/或载波跟踪环路对射频载波的跟踪失锁，转至步骤S705；否则转至步骤S715。

本申请实施例通过上述步骤，基于扩频信号发送时直扩码的周期与跳频序列的跳频周期呈现的倍数关系，利用非相干解调获取直扩码周期计数器的状态并判断跳频序列的相位状态，使接收机101在扩频信号接收解调时的跟踪过程简化，将现有扩频信号在接收时需要对直扩码相位、跳频码相位、载波相位的三维跟踪简化为对直扩码相位、载波相位的二维跟踪，只需要通过获取直扩码周期计数器的状态就可以判断跳频码的相位状态，省去了对跳频码相位的跟踪，降低了扩频信号接收时的复杂度；本申请实施例利用直扩码跟踪结果关联跳频序列的跟踪方法，在完成非相干解调后，通过直扩码周期计数器直接读取并控制本地跳频序列相位，从而使跳频序列的同步精度等于直扩码相位的跟踪精度，由于直扩码的码片时间要远小于跳频码的码片时间，因此，本申请实施例的跳频序列跟踪精度要远优于现有技术中的跳频跟踪环路的跟踪精度。

本申请实施例还提供了一种扩频信号发送装置，图9是本申请实施例提供的一种扩频信号发送装置的结构示意图，如图9所示，该装置包括：

获取模块901，用于获取基带信号。

第一调制模块903，用于根据直扩码对基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号。

分组模块905，用于对第一信号进行分组，得到多个第二信号；多个第二信号中的每个第二信号携带有同步字头信息。

第二调制模块907，用于根据跳频序列对第二信号进行跳频调制，得到第三信号，其中，跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的直扩码的周期，N为正整数。

第三调制模块909，用于根据射频载波对第三信号进行射频调制，得到发射信号。

发送模块911，用于发送发射信号。

本申请实施例中的扩频信号发送装置与扩频信号发送方法实施例基于同样地申请构思。

本申请实施例还提供了一种扩频信号接收装置，图10是本申请实施例提供的一种扩频信号接收装置的结构示意图，如图10所示，该装置包括：

接收模块1001，用于接收发射信号，发射信号为依次经过直接序列扩频调制、跳频调制和射频载波调制的扩频信号；其中，跳频调制所用的跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的直接序列扩频调制所用的直扩码的周期，N为正整数；

第一解调模块1003，用于根据射频参考载波对发射信号进行射频解调，得到第四信号；

捕获模块1005，用于将本地跳频序列的初始跳频作为当前跳频，根据当前跳频和本地直扩码对预设时长内的第四信号进行捕获处理；捕获处理包括利用当前跳频进行解跳频和利用本地直扩码进行解直扩；

确定模块1007，用于若在M个跳频序列周期对应的时间内捕获到预设时长内的第四信号中的初始跳频频率，则确定捕获成功；

同步模块1009，用于若从预设时长内的第四信号进行解跳频和解直扩后得到的第五信号中检测到同步字头信息，根据同步字头信息中的同步状态信息调整本地跳频序列；

跟踪模块1011，用于启动直扩码跟踪环路和载波跟踪环路，对预设时长外的第四信号的直扩码和射频载波进行跟踪；

第二解调模块1013，用于将本地跳频序列中的初始跳频作为当前跳频，利用当前跳频和本地直扩码对预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调；

数据处理模块1015，用于对预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据，若第二周期数据为N时，将当前跳频的下一跳频当作当前跳频；并重复步骤：利用当前跳频和本地直扩码对预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调，对预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据，直至预设时长外的第四信号跳频解调完毕，得到解调信号。

本申请实施例中的扩频信号接收装置与扩频信号接收方法实施例基于同样地申请构思。

本申请实施例所提供的方法实施例可以在计算机终端、服务器或者类似的运算装置中执行。以运行在服务器上为例，图11是本申请实施例提供的一种扩频信号发送方法或者扩频信号接收方法的服务器的硬件结构框图。如图11所示，该服务器1100可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器（Central ProcessingUnits，CPU）1110（处理器1110可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置）、用于存储数据的存储器1130，一个或一个以上存储应用程序1123或数据1122的存储介质1120（例如一个或一个以上海量存储设备）。其中，存储器1130和存储介质1120可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质1120的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器1110可以设置为与存储介质1120通信，在服务器1100上执行存储介质1120中的一系列指令操作。服务器1100还可以包括一个或一个以上电源1160，一个或一个以上有线或无线网络接口1150，一个或一个以上输入输出接口1140，和/或，一个或一个以上操作系统1121，例如WindowsServerTM，Mac OS XTM，UnixTM, Linux，FreeBSD等等。

输入输出接口1140可以用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括服务器1100的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，输入输出接口1140包括一个网络适配器（Network Interface Controller，NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，输入输出接口1140可以为射频（RadioFrequency，RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

本领域普通技术人员可以理解，图11所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，服务器1100还可包括比图11中所示更多或者更少的组件，或者具有与图11所示不同的配置。

本申请的实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中扩频信号发送方法或扩频信号接收方法相关的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该处理器加载并执行以实现上述扩频信号发送方法或扩频信号接收方法。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

由上述本申请提供的扩频信号发送、扩频信号接收方法、装置、设备及存储介质的实施例可见，本申请中，通过发射机在扩频信号发送时，利用直扩码周期计数器将直扩码周期和跳频码的相位相关联，使得接收机在接收扩频信号对该扩频信号进行解调时，通过获取直扩码周期计数器的状态进而可以判断跳频码的相位状态，从而省去了对跳频码的相位的跟踪，降低扩频信号在接收时的复杂度；且由于直扩码的码片时间要远小于跳频码的码片时间，本申请还提高了跳频跟踪的跟踪精度。

需要说明的是：上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种扩频信号发送方法，其特征在于，应用于发射机，所述方法包括：

获取基带信号；

根据直扩码对所述基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号；

对所述第一信号进行分组，得到多个第二信号；所述多个第二信号中的每个第二信号携带有同步字头信息；

根据跳频序列对所述第二信号进行跳频调制，得到第三信号，其中，所述跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的所述直扩码的周期，N为正整数；

根据射频载波对所述第三信号进行射频调制，得到发射信号；

发送所述发射信号至接收机，以使所述接收机根据射频参考载波对所述发射信号进行射频解调，得到第四信号；以及以使所述接收机将本地跳频序列的初始跳频作为当前跳频，根据所述当前跳频和本地直扩码对预设时长内的所述第四信号进行捕获处理，所述捕获处理包括利用所述当前跳频进行解跳频和利用所述本地直扩码进行解直扩，若在预设数量的跳频序列周期对应的时间内捕获到所述预设时长内的第四信号中的初始跳频频率，则确定捕获成功；以及以使所述接收机根据所述当前跳频和所述本地直扩码对所述预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调，并对所述预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；以及若所述第二周期数据为所述N时，以使所述接收机将所述当前跳频的下一跳频当作当前跳频；以及以使所述接收机重复步骤：利用所述当前跳频和所述本地直扩码对所述预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调，并对所述预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；直至所述预设时长外的第四信号跳频解调完毕，得到解调信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据直扩码对所述基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号包括：

通过直扩码数控振荡器确定直扩码控制频率；

通过直扩码发生器根据所述直扩码控制频率生成所述直扩码；

根据所述直扩码对所述基带信号进行直接序列扩频调制，得到所述第一信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过直扩码数控振荡器确定直扩码控制频率包括：

通过所述直扩码数控振荡器确定第一频率源产生的第一频率；

通过所述直扩码数控振荡器根据所述第一频率生成所述直扩码控制频率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据跳频序列对所述第二信号进行跳频调制，得到第三信号包括：

通过跳频序列发生器生成跳频序列；

通过直接数字式频率合成器根据所述第一频率确定所述跳频序列中跳频的频率；

利用经过锁相环的跳频序列对所述第二信号进行跳频调制，得到第三信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一信号进行分组，得到多个第二信号；所述第二信号携带有同步字头信息包括：

根据所述直扩码的周期对所述第一信号进行分段，得到多个第二信号，所述第二信号与多个所述直扩码相对应；

对多个所述第二信号设置同步字头信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据跳频序列对所述第二信号进行跳频调制，得到第三信号包括：

将所述跳频序列中的初始跳频作为当前跳频；

利用所述当前跳频对所述第二信号进行跳频调制；

对所述第二信号中的所述直扩码进行周期计数，得到第一周期数据；

若所述第一周期数据为所述N时，将所述当前跳频的下一跳频当作当前跳频；重复步骤：利用所述当前跳频对所述第二信号进行跳频调制；对所述第二信号中的所述直扩码的进行周期计数，得到第一周期数据；

直至所述第二信号跳频调制完毕，得到所述第三信号。

7.一种扩频信号接收方法，其特征在于，应用于接收机，所述方法包括：

接收发射信号，所述发射信号为依次经过直接序列扩频调制、跳频调制和射频载波调制的扩频信号；其中，所述跳频调制所用的跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的所述直接序列扩频调制所用的直扩码的周期，N为正整数；

根据射频参考载波对所述发射信号进行射频解调，得到第四信号；

将本地跳频序列的初始跳频作为当前跳频，根据所述当前跳频和本地直扩码对预设时长内的所述第四信号进行捕获处理；所述捕获处理包括利用所述当前跳频进行解跳频和利用所述本地直扩码进行解直扩；

若在M个跳频序列周期对应的时间内捕获到所述预设时长内的第四信号中的初始跳频频率，则确定捕获成功；

若从所述预设时长内的第四信号进行解跳频和解直扩后得到的第五信号中检测到同步字头信息，根据所述同步字头信息中的同步状态信息调整本地跳频序列；

启动直扩码跟踪环路和载波跟踪环路，对所述预设时长外的第四信号的直扩码和射频载波进行跟踪；

根据所述当前跳频和所述本地直扩码对所述预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调；

对所述预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；

若所述第二周期数据为所述N时，将所述当前跳频的下一跳频当作当前跳频；重复步骤：利用所述当前跳频和所述本地直扩码对所述预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调；对所述预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；

直至所述预设时长外的第四信号跳频解调完毕，得到解调信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若在M个跳频序列周期对应的时间内没有捕获到所述第四信号中的所述当前跳频对应的跳频频率，将所述当前跳频的下一跳频作为当前跳频，重复步骤：根据所述当前跳频和本地直扩码对预设时长对所述第四信号进行捕获处理。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述直扩码跟踪环路对所述直扩码的跟踪和/或所述载波跟踪环路对所述射频载波的跟踪失锁，根据本地跳频序列的初始跳频频率和本地直扩码对预设时长内的所述第四信号进行捕获处理。

10.根据权利要求7或9任一所述的方法，其特征在于，所述M大于等于2。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设时长为所述本地直扩码的周期的整数倍，所述预设时长根据所述发射信号的载噪比进行确定。

12.一种扩频信号发送装置，其特征在于，应用于发射机，所述装置包括：

获取模块，用于获取基带信号；

第一调制模块，用于根据直扩码对所述基带信号进行直接序列扩频调制，得到第一信号；

分组模块，用于对所述第一信号进行分组，得到多个第二信号；所述多个第二信号中的每个第二信号携带有同步字头信息；

第二调制模块，用于根据跳频序列对所述第二信号进行跳频调制，得到第三信号，其中，所述跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的所述直扩码的周期，N为正整数；

第三调制模块，用于根据射频载波对所述第三信号进行射频调制，得到发射信号；

发送模块，用于发送所述发射信号至接收机，以使所述接收机根据射频参考载波对所述发射信号进行射频解调，得到第四信号；以及以使所述接收机将本地跳频序列的初始跳频作为当前跳频，根据所述当前跳频和本地直扩码对预设时长内的所述第四信号进行捕获处理，所述捕获处理包括利用所述当前跳频进行解跳频和利用所述本地直扩码进行解直扩，若在预设数量的跳频序列周期对应的时间内捕获到所述预设时长内的第四信号中的初始跳频频率，则确定捕获成功；以及以使所述接收机根据所述当前跳频和所述本地直扩码对所述预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调，并对所述预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；以及若所述第二周期数据为所述N时，以使所述接收机将所述当前跳频的下一跳频当作当前跳频；以及以使所述接收机重复步骤：利用所述当前跳频和所述本地直扩码对所述预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调，并对所述预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；直至所述预设时长外的第四信号跳频解调完毕，得到解调信号。

13.一种扩频信号接收装置，其特征在于，应用于接收机，所述装置包括：

接收模块，用于接收发射信号，所述发射信号为依次经过直接序列扩频调制、跳频调制和射频载波调制的扩频信号；其中，所述跳频调制所用的跳频序列中每个跳频的跳频周期等于N倍的所述直接序列扩频调制所用的直扩码的周期，N为正整数；

第一解调模块，用于根据射频参考载波对所述发射信号进行射频解调，得到第四信号；

捕获模块，用于将本地跳频序列的初始跳频作为当前跳频，根据所述当前跳频和本地直扩码对预设时长内的所述第四信号进行捕获处理；所述捕获处理包括利用所述当前跳频进行解跳频和利用所述本地直扩码进行解直扩；

确定模块，用于若在M个跳频序列周期对应的时间内捕获到所述预设时长内的第四信号中的初始跳频频率，则确定捕获成功；

同步模块，用于若从所述预设时长内的第四信号进行解跳频和解直扩后得到的第五信号中检测到同步字头信息，根据所述同步字头信息中的同步状态信息调整本地跳频序列；

跟踪模块，用于启动直扩码跟踪环路和载波跟踪环路，对所述预设时长外的第四信号的直扩码和射频载波进行跟踪；

第二解调模块，用于将所述本地跳频序列中的初始跳频作为当前跳频，利用所述当前跳频和所述本地直扩码对所述预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调；

数据处理模块，用于对所述预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；若所述第二周期数据为所述N时，将所述当前跳频的下一跳频当作当前跳频；重复步骤：利用所述当前跳频和所述本地直扩码对所述预设时长外的第四信号进行跳频和直扩解调；对所述预设时长外的第四信号中的直扩码的进行周期计数，得到第二周期数据；直至所述预设时长外的第四信号跳频解调完毕，得到解调信号。

14.一种通信设备，其特征在于，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至6任一所述的扩频信号发送方法或者7-11任一所述的扩频信号接收方法。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至6任一所述的扩频信号发送方法或者7-11任一所述的扩频信号接收方法。

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