CN114745022B - 一种基于多进制扩频的tod扩频方法和系统 - Google Patents

一种基于多进制扩频的tod扩频方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于多进制扩频的TOD扩频方法和系统，涉及跳频通信技术领域。所述方法包括步骤：S1、寻找自相关的峰值为1，自相关次峰值和互相关的峰值小于预设阈值的多进制扩频序列；S2、对TOD数据进行串并转换，得到地址码；S3、根据地址码获取地址码对应一组的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，输出扩频完成的TOD扩频数据；通过本技术方案可以将扩频序列长度提升，n比特TOD数据按照常规扩频，扩频序列长L位，扩频后共n*L比特数据；采用本发明的多进制扩频，进行多进制扩频，扩频序列长n*L位，扩频后共n*L比特数据，数据量并没有增加，但获得了更长的扩频序列，从而在不增加带宽占用的情况下提升了TOD传输的可靠性。

Description

一种基于多进制扩频的TOD扩频方法和系统
技术领域
本发明涉及跳频通信技术领域，更具体地，涉及一种基于多进制扩频的TOD扩频方法和系统。
背景技术
无线通信系统中，跳频通信是一种提高抗干扰能力的技术手段，无线通信系统进行跳频通信首先要完成跳频同步，只有完成了跳频同步才能保证收发双方跳频频率一致，从而建立双方的通信链路，实现正常通信。
为了实现快速跳频同步，一般采用发送时间信息(TOD)的方法，TOD数据接收的正确率直接影响着同步的可靠性。在低信噪比、复杂电磁环境或敌方恶意干扰下，TOD数据的接收极易受到干扰，从而影响跳频同步，不能建立正常通信链路。因此，可靠的TOD数据传输显得尤为重要。
现有技术的一种高速跳频无人机数据链同步方法，对TOD进行直接序列扩频处理，提高传输可靠性；直接序列扩频TOD数据中每比特数据使用长度为L比特的扩频序列表示，1用L比特正码编码，0用L比特反码编码；扩频后的数据再进行调制后传输，直接序列扩频中TOD传输可靠性随扩频序列长度L增大而增强，数据量也相应增大L倍，在扩频序列占用一定带宽的限制下，扩频序列长度较短，可靠性较低。
发明内容
本发明为克服上述技术问题，提供的一种占用带宽有限且可靠性更高的基于多进制扩频的TOD扩频方法和系统。
本发明技术方案如下：
一种基于多进制扩频的TOD扩频方法，包括步骤：
S1、寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列；
S2、对TOD数据进行串并转换，得到地址码；
S3、根据地址码获取地址码对应一组的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，输出扩频完成的TOD扩频数据。
本技术方案提出了一种基于多进制扩频的TOD扩频方法，首先寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列，然后对TOD数据进行串并转换后得到地址码，获取地址码对应的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，通过本技术方案可以将扩频序列长度提升，n比特TOD数据按照常规扩频，扩频序列长L位，扩频后共n*L比特数据；采用本发明的多进制扩频，进行多进制扩频，扩频序列长n*L位，扩频后共n*L比特数据，数据量并没有增加，但获得了更长的扩频序列，从而在不增加带宽占用的情况下提升了TOD传输的可靠性。
进一步地，步骤S1生成多进制扩频序列具体为：
S11、生成一组长度为n*L比特并且自相关的峰值为1，自相关的次峰值小于预设阈值的随机序列，并作为多进制扩频序列进行保存；
S12、重新生成一组长度为n*L比特的随机序列；
S13、计算步骤S12生成的随机序列的自相关性；
S14、再计算步骤S12生成的随机序列与已保存的多进制扩频序列的互相关性；
S15、判断当前随机序列自相关性和互相关性是否均合格，是则保存当前随机序列作为多进制扩频序列，否则丢弃当前随机序列；自相关性和互相关性判断完毕后返回步骤S12，直到选出2n组自相关性和互相关性合格的多进制扩频序列。
进一步地，步骤S2得到地址码具体为：
S21、接收n比特的TOD数据；
S22、对TOD数据进行串并转换，将n比特TOD数据转换成n位宽度的地址码；n比特TOD数据共有2n个地址码，每一个地址码对应一组多进制扩频序列。
进一步地，步骤S15当前随机序列互相关性合格的条件是：当前随机序列与所有已保存的多进制扩频序列的互相关性均合格。
进一步地，步骤S12通过线性同余算法生成所述随机序列。
一种基于多进制扩频的TOD扩频系统，包括：序列生成单元、串并转换单元以及扩频单元；
序列生成单元寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列；串并转换单元对TOD数据进行串并转换，得到地址码；扩频单元根据地址码获取地址码对应一组的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，输出扩频完成的TOD扩频数据。
进一步地，序列生成单元寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列的方法为：
S11、生成一组长度为n*L比特并且自相关的峰值为1，自相关的次峰值小于预设阈值的随机序列，并作为多进制扩频序列进行保存；
S12、重新生成一组长度为n*L比特的随机序列；
S13、计算步骤S12生成的随机序列的自相关性；
S14、再计算步骤S12生成的随机序列与已保存的多进制扩频序列的互相关性；
S15、判断当前随机序列自相关性和互相关性是否均合格，是则保存当前随机序列作为多进制扩频序列，否则丢弃当前随机序列；自相关性和互相关性判断完毕后返回步骤S12，直到选出2n组自相关性和互相关性合格的多进制扩频序列。
进一步地，串并转换单元得到所述地址码的方法为：
S21、接收n比特的TOD数据；
S22、对TOD数据进行串并转换，将n比特TOD数据转换成n位宽度的地址码；n比特TOD数据共有2n个地址码，每一个地址码对应一组多进制扩频序列。
进一步地，步骤S15当前随机序列互相关性合格的条件是：当前随机序列与所有已保存的多进制扩频序列的互相关性均合格。
进一步地，步骤S12通过线性同余算法生成所述随机序列。
本发明提出了一种基于多进制扩频的TOD扩频方法和系统，与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列，然后对TOD数据进行串并转换后得到地址码，获取地址码对应的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，通过本技术方案可以将扩频序列长度提升，n比特TOD数据按照常规扩频，扩频序列长L位，扩频后共n*L比特数据；采用本发明的多进制扩频，进行多进制扩频，扩频序列长n*L位，扩频后共n*L比特数据，数据量并没有增加，但获得了更长的扩频序列，从而在不增加带宽占用的情况下提升了TOD传输的可靠性。
附图说明
图1为基于多进制扩频的TOD扩频方法步骤示意图；
图2为生成扩频序列流程图；
图3为基于多进制扩频的TOD扩频系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例1
一种基于多进制扩频的TOD扩频方法，如图1所示，包括步骤：
S1、寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列；
S2、对TOD数据进行串并转换，得到地址码；
S3、根据地址码获取地址码对应一组的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，输出扩频完成的TOD扩频数据。
本实施例中，步骤S1所述预设阈值为0.2。通过设置自相关的峰值和次峰值，选择自相关性强的多进制扩频序列，判决位置准，通过设置互相关的峰值选择互相关弱的多进制扩频序列，各组间不会误判。
本实施例提出了一种基于多进制扩频的TOD扩频方法，首先寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列，然后对TOD数据进行串并转换后得到地址码，获取地址码对应的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，通过本技术方案可以将扩频序列长度提升，n比特TOD数据按照常规扩频，扩频序列长L位，扩频后共n*L比特数据；采用本发明的多进制扩频，进行多进制扩频，扩频序列长n*L位，扩频后共n*L比特数据，数据量并没有增加，但获得了更长的扩频序列，从而在不增加带宽占用的情况下提升了TOD传输的可靠性。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例中步骤S1生成多进制扩频序列流程图如图2所示，具体步骤为：
S11、生成一组长度为n*L比特并且自相关的峰值为1，自相关的次峰值小于预设阈值的随机序列，并作为多进制扩频序列进行保存；
S12、重新生成一组长度为n*L比特的随机序列；
S13、计算步骤S12生成的随机序列的自相关性；
S14、再计算步骤S12生成的随机序列与已保存的多进制扩频序列的互相关性；
S15、判断当前随机序列自相关性和互相关性是否均合格，是则保存当前随机序列作为多进制扩频序列，否则丢弃当前随机序列；自相关性和互相关性判断完毕后返回步骤S12，直到选出2n组自相关性和互相关性合格的多进制扩频序列。
步骤S12通过线性同余算法生成所述随机序列。
步骤S15当前随机序列互相关性合格的条件是：当前随机序列与所有已保存的多进制扩频序列的互相关性均合格。
本实施例的一种基于多进制扩频的TOD扩频方法，首先寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列，然后对TOD数据进行串并转换后得到地址码，获取地址码对应的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，通过本技术方案可以将扩频序列长度提升，n比特TOD数据按照常规扩频，扩频序列长L位，扩频后共n*L比特数据；采用本发明的多进制扩频，进行多进制扩频，扩频序列长n*L位，扩频后共n*L比特数据，数据量并没有增加，但获得了更长的扩频序列，从而在不增加带宽占用的情况下提升了TOD传输的可靠性。
并且本实施例生成的扩频完成的TOD扩频数据的自相关性强和互相关性弱，发出扩频完成的TOD扩频数据在接收时各组数据之间不会产生干扰，避免造成误判，保证数据传输的可靠性。
本实施例中，步骤S2得到地址码具体为：
S21、接收n比特的TOD数据；
S22、对TOD数据进行串并转换，将n比特TOD数据转换成n位宽度的地址码；n比特TOD数据共有2n个地址码，每一个地址码对应一组多进制扩频序列。例如：输入的TOD数据共4位，具体为0、1、1、0，对此TOD数据串并转换后得到的地址码为0110。
本实施例中，步骤S3根据地址码获取地址码对应一组的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，输出扩频完成的TOD扩频数据；例如输入的地址码为0110，则选择第0110组多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，将二进制的地址码0110转换为十进制为6，则选择第6组多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据。
TOD传输过程中，采用传统的直接序列扩频方法传输n比特数据时，1bit用L位扩频序列扩频，传统方法扩频完成的TOD扩频数据长度为L位，扩频后共n*L比特数据。采用本实施例技术方案时，扩频完成的TOD扩频数据长度为n*L位。扩频完成的TOD扩频数据长度是传统方案的n倍，在不增加带宽情况下，提高了TOD传输的可靠性，降低了TOD解调门限。
实施例3
一种基于多进制扩频的TOD扩频系统，如图3所示，包括：序列生成单元、串并转换单元以及扩频单元；
序列生成单元寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列；串并转换单元对TOD数据进行串并转换，得到地址码；扩频单元根据地址码获取地址码对应一组的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，输出扩频完成的TOD扩频数据。
本实施例提出了一种基于多进制扩频的TOD扩频系统，首先通过序列生成单元寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列，然后串并转换单元获取TOD数据并对TOD数据进行串并转换后得到地址码，扩频单元获取地址码对应的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，通过本技术方案可以将扩频序列长度提升，n比特TOD数据按照常规扩频，扩频序列长L位，扩频后共n*L比特数据；采用本发明的多进制扩频，进行多进制扩频，扩频序列长n*L位，扩频后共n*L比特数据，数据量并没有增加，但获得了更长的扩频序列，从而在不增加带宽占用的情况下提升了TOD传输的可靠性。
实施例4
在实施例3的基础上，本实施例中序列生成单元生成多进制扩频序列流程图如图2所示，具体步骤为：
S11、生成一组长度为n*L比特并且自相关的峰值为1，自相关的次峰值小于预设阈值的随机序列，并作为多进制扩频序列进行保存；
S12、重新生成一组长度为n*L比特的随机序列；
S13、计算步骤S12生成的随机序列的自相关性；
S14、再计算步骤S12生成的随机序列与已保存的多进制扩频序列的互相关性；
S15、判断当前随机序列自相关性和互相关性是否均合格，是则保存当前随机序列作为多进制扩频序列，否则丢弃当前随机序列；自相关性和互相关性判断完毕后返回步骤S12，直到选出2n组自相关性和互相关性合格的多进制扩频序列。
本实施例中，步骤S12通过线性同余算法生成所述随机序列。
步骤S15当前随机序列互相关性合格的条件是：当前随机序列与所有已保存的多进制扩频序列的互相关性均合格。
本实施例的一种基于多进制扩频的TOD扩频系统，首先序列生成单元寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列，然后串并转换单元对TOD数据进行串并转换后得到地址码，扩频单元获取地址码对应的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，通过本技术方案可以将扩频序列长度提升，n比特TOD数据按照常规扩频，扩频序列长L位，扩频后共n*L比特数据；采用本发明的多进制扩频，进行多进制扩频，扩频序列长n*L位，扩频后共n*L比特数据，数据量并没有增加，但获得了更长的扩频序列，从而在不增加带宽占用的情况下提升了TOD传输的可靠性。
并且本实施例生成的扩频完成的TOD扩频数据的自相关性强和互相关性弱，发出扩频完成的TOD扩频数据在接收时各组数据之间不会产生干扰，避免造成误判，保证数据传输的可靠性。
本实施例中，串并转换单元得到地址码的方法具体为：
S21、接收n比特的TOD数据；
S22、对TOD数据进行串并转换，将n比特TOD数据转换成n位宽度的地址码；n比特TOD数据共有2n个地址码，每一个地址码对应一组多进制扩频序列。例如：输入的TOD数据共4位，具体为0、1、1、0，对此TOD数据串并转换后得到的地址码为0110。
本实施例中，扩频单元根据地址码获取地址码对应一组的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，输出扩频完成的TOD扩频数据；例如输入的地址码为0110，则选择第0110组多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，将二进制的地址码0110转换为十进制为6，则选择第6组多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据。
TOD传输过程中，采用传统的直接序列扩频方法传输n比特数据时，1bit用L位扩频序列扩频，传统方法扩频完成的TOD扩频数据长度为L位，扩频后共n*L比特数据。采用本实施例技术方案时，扩频完成的TOD扩频数据长度为n*L位。扩频完成的TOD扩频数据长度是传统方案的n倍，在不增加带宽情况下，提高了TOD传输的可靠性，降低了TOD解调门限。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于多进制扩频的TOD扩频方法，其特征在于，包括步骤：
S1、寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列；
S2、对TOD数据进行串并转换，得到地址码；
S3、根据地址码获取地址码对应一组的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，输出扩频完成的TOD扩频数据；
步骤S1生成多进制扩频序列具体为：
S11、生成一组长度为n*L比特并且自相关的峰值为1，自相关的次峰值小于预设阈值的随机序列，并作为多进制扩频序列进行保存；
S12、重新生成一组长度为n*L比特的随机序列；
S13、计算步骤S12生成的随机序列的自相关性；
S14、再计算步骤S12生成的随机序列与已保存的多进制扩频序列的互相关性；
S15、判断当前随机序列自相关性和互相关性是否均合格，是则保存当前随机序列作为多进制扩频序列，否则丢弃当前随机序列；自相关性和互相关性判断完毕后返回步骤S12，直到选出2n组自相关性和互相关性合格的多进制扩频序列。
2.根据权利要求1所述的一种基于多进制扩频的TOD扩频方法，其特征在于，步骤S2得到地址码具体为：
S21、接收n比特的TOD数据；
S22、对TOD数据进行串并转换，将n比特TOD数据转换成n位宽度的地址码；n比特TOD数据共有2n个地址码，每一个地址码对应一组多进制扩频序列。
3.根据权利要求1所述的一种基于多进制扩频的TOD扩频方法，其特征在于，步骤S15当前随机序列互相关性合格的条件是：当前随机序列与所有已保存的多进制扩频序列的互相关性均合格。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于多进制扩频的TOD扩频方法，其特征在于，步骤S12通过线性同余算法生成所述随机序列。
5.一种基于多进制扩频的TOD扩频系统，其特征在于，包括：序列生成单元、串并转换单元以及扩频单元；
序列生成单元寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列；串并转换单元对TOD数据进行串并转换，得到地址码；扩频单元根据地址码获取地址码对应一组的多进制扩频序列作为扩频完成的TOD扩频数据，输出扩频完成的TOD扩频数据；
序列生成单元寻找自相关的峰值为1，自相关的次峰值和互相关的峰值均小于预设阈值的多进制扩频序列的方法为：
S11、生成一组长度为n*L比特并且自相关的峰值为1，自相关的次峰值小于预设阈值的随机序列，并作为多进制扩频序列进行保存；
S12、重新生成一组长度为n*L比特的随机序列；
S13、计算步骤S12生成的随机序列的自相关性；
S14、再计算步骤S12生成的随机序列与已保存的多进制扩频序列的互相关性；
S15、判断当前随机序列自相关性和互相关性是否均合格，是则保存当前随机序列作为多进制扩频序列，否则丢弃当前随机序列；自相关性和互相关性判断完毕后返回步骤S12，直到选出2n组自相关性和互相关性合格的多进制扩频序列。
6.根据权利要求5所述的一种基于多进制扩频的TOD扩频系统，其特征在于，串并转换单元得到所述地址码的方法为：
S21、接收n比特的TOD数据；
S22、对TOD数据进行串并转换，将n比特TOD数据转换成n位宽度的地址码；n比特TOD数据共有2n个地址码，每一个地址码对应一组多进制扩频序列。
7.根据权利要求5所述的一种基于多进制扩频的TOD扩频系统，其特征在于，步骤S15当前随机序列互相关性合格的条件是：当前随机序列与所有已保存的多进制扩频序列的互相关性均合格。
8.根据权利要求5-7任一项所述的一种基于多进制扩频的TOD扩频系统，其特征在于，步骤S12通过线性同余算法生成所述随机序列。
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