CN116938657B - 一种dsss-oqpsk信号解调方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种DSSS‑OQPSK信号解调方法及装置，属于通信技术领域，所述方法包括：根据相位偏移估计值，对DSSS‑OQPSK信号进行相位补偿，得到复数基带信号；基于I路解扩序列和Q路解扩序列，对所述复数基带信号进行解扩，利用近似互相关算法获取I路判决辅助信号的估计值和Q路判决辅助信号的估计值；获取I路比特判决结果和Q路比特判决结果，以及I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，以更新所述相位偏移估计值，并形成闭环反馈回路。本发明基于闭环反馈的技术思路，采用判决反馈和近似互相关算法，对DSSS‑OQPSK信号进行解调，使通信系统具有一定的抗频偏和抗频偏漂移能力，降低扩频解扩和相位跟踪的计算复杂度，减少了信息的处理时延，提升了整个系统的能效比。

Description

一种DSSS-OQPSK信号解调方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种DSSS-OQPSK信号解调方法及装置。
背景技术
直接序列扩频（DSSS）技术采用伪随机序列对信息比特进行编码，将信号频谱扩展到比信息带宽更宽的范围，从而可以降低信号的功率谱密度，甚至将信号隐藏在噪声之中，具有很强的抗干扰和抗截获能力。
偏移四相相移键控（OQPSK）调制是四相相移键控（QPSK）调制的一种改进形式。相比于QPSK调制，OQPSK调制信号包络的波动范围更小。在通信系统中，采用DSSS-OQPSK调制技术可以在提升系统抗干扰能力的同时，降低发射机的发送功率，从而使通信系统获得长时间工作、不易被干扰和被截获的特点。
然而，为了对抗无线通信系统中常见的多普勒频偏和频偏动态漂移等问题，传统接收机采用复杂的解调技术对DSSS-OQPSK信号进行解调，不仅占用了相当多的存储空间，增加了信息的处理时延，也降低了整个系统的能效比。
发明内容
本发明提供一种DSSS-OQPSK信号解调方法及装置，用以解决现有技术中占用了相当多的存储空间，增加了信息的处理时延，也降低了整个系统的能效比的缺陷。
第一方面，本发明提供一种DSSS-OQPSK信号解调方法，包括：
步骤1：基于DSSS-OQPSK信号的相位偏移估计值，对所述DSSS-OQPSK信号进行相位补偿，获取复数基带信号；
步骤2：分别基于I路解扩序列和Q路解扩序列，对所述复数基带信号进行解扩，并利用近似互相关算法分别获取所述I路解扩序列对应的I路判决辅助信号的估计值和所述Q路解扩序列对应的Q路判决辅助信号的估计值；
步骤3：分别对I路判决辅助信号的估计值和Q路判决辅助信号的估计值进行比特判决，以获取I路比特判决结果和Q路比特判决结果；
步骤4：分别基于所述I路比特判决结果和所述Q路比特判决结果，确定所述I路比特判决结果对应的I路偏移控制信号和所述Q路比特判决结果对应的Q路偏移控制信号；
步骤5：基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，更新所述相位偏移估计值，以形成闭环反馈回路。
根据本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，在所述步骤1之前还包括：利用互相关值计算公式计算所述DSSS-OQPSK信号和同步序列之间的复序列互相关值；对所述复序列互相关值，进行取相位操作，获取初始相位偏移估计值，并将所述初始相位偏移估计值作为所述相位偏移估计值；所述互相关值计算公式，具体为：
；
其中，表示复序列互相关值，/>为DSSS-OQPSK信号，/>表示对复数取共轭操作，/>表示同步序列，/>，/>表示同步序列的长度，/>表示DSSS-OQPSK信号到达信号接收端的准确时刻。
根据本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，所述步骤2对应的具体公式为：
；
；
其中，表示I路判决辅助信号的估计值，/>表示Q路判决辅助信号的估计值，/>表示信息比特索引，/>表示对复数基带信号/>进行抽取后的复数基带信号；/>表示抽取因子，且/>；集合/>，/>表示过采样因子，且/>，/>；/>，/>表示扩频因子；/>表示I路解扩序列，/>表示Q路解扩序列。
根据本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，所述步骤3具体包括：在I路判决辅助信号的估计值的实部大于0的情况下，确定所述I路比特判决结果为0；在I路判决辅助信号的估计值的实部小于等于0的情况下，确定所述I路比特判决结果为1；以及，在Q路判决辅助信号的估计值的虚部大于0的情况下，确定所述Q路比特判决结果为0；在Q路判决辅助信号的估计值的虚部小于等于0的情况下，确定所述Q路比特判决结果为1。
根据本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，所述步骤5具体包括：基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，确定旋转参考信号；利用所述旋转参考信号的相位对所述相位偏移估计值进行更新。
根据本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，所述基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，确定旋转参考信号，具体的公式为：
；
；
相应地，所述利用所述旋转参考信号的相位对所述相位偏移估计值进行更新，具体的公式为：
；
其中，Re表示求取实部，Im表示求取虚部，表示旋转参考信号，/>表示I路偏移控制信号，/>表示Q路偏移控制信号，mod表示取模运算，/>表示初始相位偏移估计值，/>表示信息比特索引为m时的相位偏移估计值，/>表示信息比特索引为m-1时的相位偏移估计值，/>表示旋转参考信号的相位。
根据本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，所述步骤4具体包括：在确定所述I路比特判决结果为0的情况下，确定所述I路偏移控制信号为1；在确定所述I路比特判决结果为1的情况下，确定所述I路偏移控制信号为-1；以及，在确定所述Q路比特判决结果为0的情况下，确定所述Q路偏移控制信号为1；在确定所述Q路比特判决结果为1的情况下，确定所述Q路偏移控制信号为-1。
第二方面，本发明还提供一种DSSS-OQPSK信号解调装置，包括：相偏补偿模块、扩频解扩模块、判决模块、偏移控制信号生成模块和相偏估计模块；
其中，所述相偏补偿模块，用于基于DSSS-OQPSK信号的相位偏移估计值，对所述DSSS-OQPSK信号进行相位补偿，获取复数基带信号；
所述扩频解扩模块，用于分别基于I路解扩序列和Q路解扩序列，对所述复数基带信号进行解扩，并利用近似互相关算法分别获取所述I路解扩序列对应的I路判决辅助信号的估计值和所述Q路解扩序列对应的Q路判决辅助信号的估计值；
所述判决模块，用于分别对I路判决辅助信号的估计值和Q路判决辅助信号的估计值进行比特判决，以获取I路比特判决结果和Q路比特判决结果；
所述偏移控制信号生成模块，用于分别基于所述I路比特判决结果和所述Q路比特判决结果，确定所述I路比特判决结果对应的I路偏移控制信号和所述Q路比特判决结果对应的Q路偏移控制信号；
所述相偏估计模块，用于基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，更新所述相位偏移估计值，并将更新后的相位偏移估计值输入所述相偏补偿模块，以形成闭环反馈回路。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述DSSS-OQPSK信号解调方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述DSSS-OQPSK信号解调方法的步骤。
本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法及装置，基于闭环反馈的技术思路，采用判决反馈和近似互相关算法，对DSSS-OQPSK信号进行解调，使通信系统具有一定的抗频偏能力和抗频偏漂移能力，同时降低扩频解扩和相位跟踪的计算复杂度。
进一步地，本发明提供的近似互相关算法可采用“流水线”方式实现，并发度极高，极大地降低了接收端的信息处理时延，提高了整个通信系统的实时性，减少了信息的处理时延，提升了整个系统的能效比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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是本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法的流程示意图；
图2是本发明提供的计算初始相位偏移估计值的流程示意图；
图3是本发明提供的I路扩频解扩的流程示意图；
图4是本发明提供的Q路扩频解扩的流程示意图；
图5是本发明提供的利用近似互相关算法进行解扩的原理示意图；
图6是本发明提供的I路判决器的工作流程示意图；
图7是本发明提供的Q路判决器的工作流程示意图；
图8是本发明提供的对相位偏移估计值进行更新的流程示意图；
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合图1-图9描述本发明实施例所提供的DSSS-OQPSK信号解调方法进行说明。
图1是本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法的流程示意图，下面结合图1对本发明一个实施例的步骤1至步骤5进行说明。
步骤1：基于DSSS-OQPSK信号的相位偏移估计值，对所述DSSS-OQPSK信号进行相位（相偏，即相位偏移）补偿，获取复数基带信号。
参见图1，相位偏移估计值可以为执行相偏估计108操作获取的。进一步地，执行相偏补偿102操作，以基于相位偏移估计值对DSSS-OQPSK信号（即DSSS-OQPSK基带信号）进行相位旋转，从而去除多普勒频偏对后续解调过程的影响。
可选地，相偏补偿102操作所对应的具体公式为：
（1）
其中，为相位补偿后的复数基带信号，/>表示信息比特索引为m时的相位偏移估计值，/>为信息比特索引，/>为自然底数，/>为虚数单位，/>为DSSS-OQPSK信号。
步骤2：分别基于I路解扩序列和Q路解扩序列，对所述复数基带信号进行解扩，并利用近似互相关算法分别获取所述I路解扩序列对应的I路判决辅助信号的估计值和所述Q路解扩序列对应的Q路判决辅助信号的估计值。
参见图1，执行I路扩频解扩103操作具体为，基于已知的I路扩频序列，对相位补偿后的复数基带信号进行解扩，得到I路判决辅助信号的估计值。
执行Q路扩频解扩104操作具体为，基于已知的Q路扩频序列，对相位补偿后的复数基带信号进行解扩，得到Q路判决辅助信号的估计值。
并且，上述计算判决辅助信号（I路判决辅助信号和Q路判决辅助信号）的估计值的过程中，采用了一种近似算法（即近似互相关算法）对估计值进行估计。
步骤3：分别对I路判决辅助信号的估计值和Q路判决辅助信号的估计值进行比特判决，以获取I路比特判决结果和Q路比特判决结果。
参见图1，I路判决器105用于基于I路判决辅助信号的估计值，对当前信息比特进行判决输出，得到当前接收到的I路信息比特，即I路比特判决结果；Q路判决器106用于基于Q路判决辅助信号估计值，对当前信息比特进行判决输出，得到当前接收到的Q路信息比特/>，即Q路比特判决结果。
步骤4：分别基于所述I路比特判决结果和所述Q路比特判决结果，确定所述I路比特判决结果对应的I路偏移控制信号和所述Q路比特判决结果对应的Q路偏移控制信号。
参见图1，偏移控制信号发生器107用于基于所述I路比特判决结果生成对应的I路偏移控制信号，以及基于所述Q路比特判决结果生成对应的Q路偏移控制信号/>。
步骤5：基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，更新所述相位偏移估计值，以形成闭环反馈回路。
参见图1，执行相偏估计108操作具体为，基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，更新所述相位偏移估计值，以形成闭环反馈回路。形成闭环反馈回路是指将更新后的相位偏移估计值作为新的相位偏移估计值，继续迭代执行上述步骤1至步骤5中的操作，以不断更新相位偏移估计值。
基于上述实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，在所述步骤1之前还包括：利用互相关值计算公式计算所述DSSS-OQPSK信号和同步序列之间的复序列互相关值；对所述复序列互相关值，进行取相位操作，获取初始相位偏移估计值，并将所述初始相位偏移估计值作为所述相位偏移估计值。
参照图1可知，执行初始相偏估计101操作，可以实现本实施例中初始相位偏移估计值的计算。图2是本发明提供的计算初始相位偏移估计值的流程示意图，下面参照图2对其进行更加具体的说明。
其中，同步序列产生201操作具体为，为了计算DSSS-OQPSK信号的初始相位偏移估计值，需要产生已知的同步序列，其中，/>，/>为同步序列的长度。对产生的同步序列可以执行后续的符号同步202操作和复序列互相关值计算203操作。
符号同步202操作具体为，在进行相位估计204操作之前，需要对DSSS-OQPSK信号准确到达时间进行估计，从而启动后续计算和解调流程，由于本发明重点在于解调方法，符号同步202操作的具体流程这里不再进行详细介绍，这里只用到进行符号同步操作后生成的输出结果，即估计得到的信号到达的准确时刻。
复序列互相关值计算203操作具体为，按照如下互相关值计算公式计算DSSS-OQPSK信号和同步序列之间的复序列互相关值：
（2）
其中，表示复序列互相关值，/>为DSSS-OQPSK信号，/>表示对复数取共轭操作，/>表示同步序列，/>，/>表示同步序列的长度，/>表示DSSS-OQPSK信号到达信号接收端的准确时刻。
相位估计204操作具体为，对所述复序列互相关值，进行取相位操作，获取初始相位偏移估计值，对应的具体公式为：
（3）
其中，为初始相位偏移估计值，Phase()表示求取相位的运算。
值得注意的是，基于上述实施例的内容，本发明中的判决辅助信号和均为复数信号，而并不是传统解扩模块输出的实数信号。设通讯系统的扩频因子为，接收端接收的复数基带信号/>的过采样因子为/>（采样率/码片速率，/>）。由于OQPSK调制的调制阶数为4，可以得到一个比特时间内包含的码片（chip）数量为。由于OQPSK信号的I路和Q路在时域上错开半个符号周期，在进行扩频解扩时，需要持续观察(/>)个采样点才能得到当前解扩序列对应的判决辅助信号。按照如下公式计算上述步骤2中的判决辅助信号/>和/>：
（4）
（5）
其中，。由公式(4)和(5)可以发现，判决辅助信号和/>均需要连续求和/>项才能得到。观察公式(5)的可以发现，为了计算，需要索引为（/>）的比特信息对应的接收信号，这就要求接收端缓存()个复数采样点，当/>和/>较大时，对于FPGA架构而言，缓存(/>)个复数采样点将占用相当多的硬件资源，而I路和Q路错开的半个符号周期也会增加FPGA处理的难度。
为了降低解扩模块的计算复杂度，同时减少接收端对硬件存储空间的需求，本发明可采用一种近似互相关算法，对I路判决辅助信号和Q路判决辅助信号/>进行估计/近似。按照如下公式（6）和（7）计算I路判决辅助信号的估计值/>和Q路判决辅助信号的估计值/>：
（6）
（7）
其中，表示I路判决辅助信号的估计值，/>表示Q路判决辅助信号的估计值，/>表示信息比特索引，/>表示对复数基带信号/>进行抽取后的复数基带信号；/>表示抽取因子，且/>；集合/>，/>表示过采样因子，且/>，/>；/>，/>表示扩频因子；/>表示I路解扩序列，/>表示Q路解扩序列。
与公式(4)和(5)相比，公式(6)和(7)采用近似互相关算法对判决辅助信号的值进行估计，并且I/Q两路的求和区间完全相同。
图3是本发明提供的I路扩频解扩的流程示意图，下面结合图3对其流程进行说明。
其中，抽取301操作具体为，由于接收端的采样率大于发射信号的符号速率，为了使复数基带信号的速率能够匹配扩频解扩序列的速率，在进行扩频解扩之前，需要对复数基带信号进行抽取，得到抽取后的复数基带信号。
I路解扩序列生成302操作具体为，产生已知的I路扩频序列。
近似互相关计算303操作具体为，基于已知的I路解扩序列，对相偏补偿后的复数基带信号进行解扩，利用公式(6)计算得到I路判决辅助信号的估计值。
图4是本发明提供的Q路扩频解扩的流程示意图，下面结合图4对其流程进行说明。
其中，抽取401操作具体为，由于接收端的采样率大于发射信号的符号速率，为了使复数基带信号的速率能够匹配扩频解扩序列的速率，在进行扩频解扩之前，需要对复数基带信号进行抽取，得到抽取后的复数基带信号。
Q路解扩序列生成402操作具体为，产生已知的Q路扩频序列。
近似互相关计算403操作具体为，基于已知的Q路解扩序列，对相偏补偿后的复数基带信号进行解扩，利用公式(7)计算得到Q路判决辅助信号的估计值。
图5是本发明提供的利用近似互相关算法进行解扩的原理示意图，其中，X=，，下面参照图5对其原理进行说明。
由于DSSS-OQPSK信号的I路和Q路在时域上错开半个符号周期，在进行扩频解扩时，需要持续观察()个采样点才能得到当前解扩序列对应的判决辅助信号。为了减少解扩模块的计算复杂度，同时减少接收端对硬件存储空间的需求，解扩过程可采用一种近似互相关算法，对判决辅助信号进行估计。参见图5，采用近似互相关算法对索引为/>的判决辅助信号进行估计的过程中，I路扩频解扩丢弃了前半个符号周期（前/>个采样点）的基带信号和解扩序列，Q路扩频解扩丢弃了后半个符号周期（后/>个采样点）的基带信号和解扩序列。用于计算判决辅助信号估计值的扩频解扩序列在图5中以阴影部分表示，可以发现，IQ两路序列完全对齐。因此，采用近似互相关算法无需额外的存储空间对采样序列进行缓存，可以使用“流水线”的形式进行实现，极大地降低了接收端算法对硬件存储空间的需求，也降低了信号解扩的处理难度。当扩频因子/>较大（/>）时，这种丢弃部分序列导致的性能损失可以忽略。
基于上述实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，所述步骤3包括：
在I路判决辅助信号的估计值的实部大于0的情况下，确定所述I路比特判决结果为0；在I路判决辅助信号的估计值的实部小于等于0的情况下，确定所述I路比特判决结果为1；以及，
在Q路判决辅助信号的估计值的虚部大于0的情况下，确定所述Q路比特判决结果为0；在Q路判决辅助信号的估计值的虚部小于等于0的情况下，确定所述Q路比特判决结果为1。
图6是本发明提供的I路判决器的工作流程示意图，下面结合图6对该流程进行说明。
其中，取实部601操作具体为，由于扩频解扩模块输出的判决辅助信号估计值为复数，在判决之前，需要对I路判决辅助信号的估计值进行取实部操作。
逻辑判决（即判断是否大于0）602操作具体为，如果，则判决当前信息比特/>，即I路比特判决结果为0，否则为1。
图7是本发明提供的Q路判决器的工作流程示意图，下面结合图7对该流程进行说明。
其中，取虚部701操作具体为，由于扩频解扩模块输出的判决辅助信号估计值为复数，在判决之前，需要对Q路判决辅助信号的估计值进行取虚部操作。
逻辑判决（即判断是否大于0）702操作具体为，如果，则判决当前信息比特/>，即Q路比特判决结果为0，否则为1。
基于上述实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，所述步骤4具体包括：在确定所述I路比特判决结果为0的情况下，确定所述I路偏移控制信号为1；在确定所述I路比特判决结果为1的情况下，确定所述I路偏移控制信号为-1；以及，在确定所述Q路比特判决结果为0的情况下，确定所述Q路偏移控制信号为1；在确定所述Q路比特判决结果为1的情况下，确定所述Q路偏移控制信号为-1。
偏移控制信号与信息比特判决结果之间为“一对一”映射关系，且-/>的映射关系与/>-/>的映射关系完全相同，可以通过查表方法快速确定。
本实施例中，对根据信息比特判决结果确定偏移控制信号的方式已经进行充分的说明，具体的表格较为简单，这里不再列出。
基于上述实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，所述步骤5具体包括：基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，确定旋转参考信号；利用所述旋转参考信号的相位对所述相位偏移估计值进行更新。
图8是本发明提供的对相位偏移估计值进行更新的流程示意图，下面结合图8对本发明的相位偏移估计值的更新过程进行说明。
其中，旋转参考信号发生器801。用于生成旋转参考信号。旋转参考信号的相位表征了发送序列与接收序列之间的平均相对旋转度数，利用公式(8)和(9)可以分别计算出旋转参考信号/>的实部和虚部：
（8）
（9）
旋转参考信号的相位表征了发送序列与接收序列之间的平均相对旋转度数，将旋转参考信号的相位叠加到前一时刻生成的相位偏移估计值上，以获取当前时刻的相位偏移估计值（即更新后的相位偏移估计值），即旋转参考信号/>的相位中包含了对相位偏移估计值进行迭代更新所需要的信息，因此，也可以将旋转参考信号/>的相位称为新息/>。
相位提取802操作具体为：
（10）
相位偏移估计值采用迭代更新的方式进行确定，更新频率为每信息比特更新一次，在产生新息之后，按照公式(11)对相位偏移估计值进行迭代更新。迭代更新步骤可以由一个累加器和一个取余操作进行实现。
模2π累加器803将更新后的相位偏移估计值输出，并进一步的利用更新后的相位偏移估计值进行新一轮的相偏补偿102操作。
（11）
其中，Re表示求取实部，Im表示求取虚部，表示旋转参考信号，/>表示I路偏移控制信号，/>表示Q路偏移控制信号，mod表示取模运；/>表示初始相位偏移估计值，/>表示信息比特索引为m时的相位偏移估计值，即更新后的当前相位估计值；/>表示信息比特索引为m-1时的相位偏移估计值，即更新前的当前相位估计值；/>表示旋转参考信号的相位。
下面以环路一次循环为例，说明相位迭代更新的过程。设初始相位偏移估计值，即信息比特索引为0时的相位偏移估计值，为2.7678rad。在利用上述/>对信息比特索引为1对应的DSSS-OQPSK信号/>进行相位补偿之后，得到相应的相位补偿后的复数基带信号/>。对相位补偿后复数基带信号执行步骤2，采用近似互相关算法，分别输出I路和Q路判决辅助信号的估计值为(-220.37+7.17i)和(31.19-255.61i)。将上述判决辅助信号的估计值输入判决器后，由于/>，因此，判决I路信息比特为1，/>，因此，判决Q路信息比特/>为1。根据上述实施例的内容可知，偏移控制信号发生器分别产生I路偏移控制信号/>为-1，Q路偏移控制信号/>为-1。
根据公式(8)和(9)得到当前比特对应的旋转参考信号为(475.98+24.02i)，从而得到新息/>为0.0504rad。将新息/>叠加到/>上，并对2π取模后，得到信息比特索引为1时，即更新后的相位偏移估计值/>，为2.8182rad，并进一步的利用/>进行新一轮的相偏补偿102操作。
本发明还提供一种DSSS-OQPSK信号解调装置，包括：相偏补偿模块、扩频解扩模块、判决模块、偏移控制信号生成模块和相偏估计模块。
其中，所述相偏补偿模块，用于基于DSSS-OQPSK信号的相位偏移估计值，对所述DSSS-OQPSK信号进行相位补偿，获取复数基带信号；
所述扩频解扩模块，用于分别基于I路解扩序列和Q路解扩序列，对所述复数基带信号进行解扩，并利用近似互相关算法分别获取所述I路解扩序列对应的I路判决辅助信号的估计值和所述Q路解扩序列对应的Q路判决辅助信号的估计值；
所述判决模块，用于分别对I路判决辅助信号的估计值和Q路判决辅助信号的估计值进行比特判决，以获取I路比特判决结果和Q路比特判决结果；
所述偏移控制信号生成模块，用于分别基于所述I路比特判决结果和所述Q路比特判决结果，确定所述I路比特判决结果对应的I路偏移控制信号和所述Q路比特判决结果对应的Q路偏移控制信号；
所述相偏估计模块，用于基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，更新所述相位偏移估计值，并将更新后的相位偏移估计值输入所述相偏补偿模块，以形成闭环反馈回路。
需要说明的是，本发明实施例提供的DSSS-OQPSK信号解调装置，在具体运行时，可以执行上述任一实施例所述的DSSS-OQPSK信号解调方法，对此本实施例不作赘述。
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图9所示，该电子设备可以包括：处理器（Processor）910、通信接口（Communications Interface）920、存储器（Memory）930和通信总线（Communication Bus）940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑指令，以执行DSSS-OQPSK信号解调方法，该方法包括：步骤1：基于DSSS-OQPSK信号的相位偏移估计值，对所述DSSS-OQPSK信号进行相位补偿，获取复数基带信号；步骤2：分别基于I路解扩序列和Q路解扩序列，对所述复数基带信号进行解扩，并利用近似互相关算法分别获取所述I路解扩序列对应的I路判决辅助信号的估计值和所述Q路解扩序列对应的Q路判决辅助信号的估计值；步骤3：分别对I路判决辅助信号的估计值和Q路判决辅助信号的估计值进行比特判决，以获取I路比特判决结果和Q路比特判决结果；步骤4：分别基于所述I路比特判决结果和所述Q路比特判决结果，确定所述I路比特判决结果对应的I路偏移控制信号和所述Q路比特判决结果对应的Q路偏移控制信号；步骤5：基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，更新所述相位偏移估计值，以形成闭环反馈回路。
此外，上述的存储器930中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各实施例所提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，该方法包括：步骤1：基于DSSS-OQPSK信号的相位偏移估计值，对所述DSSS-OQPSK信号进行相位补偿，获取复数基带信号；步骤2：分别基于I路解扩序列和Q路解扩序列，对所述复数基带信号进行解扩，并利用近似互相关算法分别获取所述I路解扩序列对应的I路判决辅助信号的估计值和所述Q路解扩序列对应的Q路判决辅助信号的估计值；步骤3：分别对I路判决辅助信号的估计值和Q路判决辅助信号的估计值进行比特判决，以获取I路比特判决结果和Q路比特判决结果；步骤4：分别基于所述I路比特判决结果和所述Q路比特判决结果，确定所述I路比特判决结果对应的I路偏移控制信号和所述Q路比特判决结果对应的Q路偏移控制信号；步骤5：基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，更新所述相位偏移估计值，以形成闭环反馈回路。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的DSSS-OQPSK信号解调方法，该方法包括：步骤1：基于DSSS-OQPSK信号的相位偏移估计值，对所述DSSS-OQPSK信号进行相位补偿，获取复数基带信号；步骤2：分别基于I路解扩序列和Q路解扩序列，对所述复数基带信号进行解扩，并利用近似互相关算法分别获取所述I路解扩序列对应的I路判决辅助信号的估计值和所述Q路解扩序列对应的Q路判决辅助信号的估计值；步骤3：分别对I路判决辅助信号的估计值和Q路判决辅助信号的估计值进行比特判决，以获取I路比特判决结果和Q路比特判决结果；步骤4：分别基于所述I路比特判决结果和所述Q路比特判决结果，确定所述I路比特判决结果对应的I路偏移控制信号和所述Q路比特判决结果对应的Q路偏移控制信号；步骤5：基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，更新所述相位偏移估计值，以形成闭环反馈回路。
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 (8)

1.一种DSSS-OQPSK信号解调方法，其特征在于，包括：
步骤1：基于DSSS-OQPSK信号的相位偏移估计值，对所述DSSS-OQPSK信号进行相位补偿，获取复数基带信号；
其中，计算相位偏移估计值的方式包括：
利用互相关值计算公式计算所述DSSS-OQPSK信号和同步序列之间的复序列互相关值；
对所述复序列互相关值，进行取相位操作，获取初始相位偏移估计值，并将所述初始相位偏移估计值作为所述相位偏移估计值；所述互相关值计算公式，具体为：
；
其中，表示复序列互相关值，/>为DSSS-OQPSK信号，/>表示对复数取共轭操作，/>表示同步序列，/>，/>表示同步序列的长度，/>表示DSSS-OQPSK信号到达信号接收端的准确时刻;
步骤2：分别基于I路解扩序列和Q路解扩序列，对所述复数基带信号进行解扩，并利用近似互相关算法分别获取所述I路解扩序列对应的I路判决辅助信号的估计值和所述Q路解扩序列对应的Q路判决辅助信号的估计值；所述步骤2对应的具体公式为：
；
；
其中，表示I路判决辅助信号的估计值，/>表示Q路判决辅助信号的估计值，表示信息比特索引，/>表示对复数基带信号/>进行抽取后的复数基带信号；/>表示抽取因子，且/>；集合/>，/>表示过采样因子，且/>，/>；/>，/>表示扩频因子；/>表示I路解扩序列，/>表示Q路解扩序列;
步骤3：分别对I路判决辅助信号的估计值和Q路判决辅助信号的估计值进行比特判决，以获取I路比特判决结果和Q路比特判决结果；
步骤4：分别基于所述I路比特判决结果和所述Q路比特判决结果，确定所述I路比特判决结果对应的I路偏移控制信号和所述Q路比特判决结果对应的Q路偏移控制信号；
步骤5：基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，更新所述相位偏移估计值，以形成闭环反馈回路。
2.根据权利要求1所述的DSSS-OQPSK信号解调方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：
在I路判决辅助信号的估计值的实部大于0的情况下，确定所述I路比特判决结果为0；在I路判决辅助信号的估计值的实部小于等于0的情况下，确定所述I路比特判决结果为1；以及，
在Q路判决辅助信号的估计值的虚部大于0的情况下，确定所述Q路比特判决结果为0；在Q路判决辅助信号的估计值的虚部小于等于0的情况下，确定所述Q路比特判决结果为1。
3.根据权利要求1所述的DSSS-OQPSK信号解调方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：
基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，确定旋转参考信号；
利用所述旋转参考信号的相位对所述相位偏移估计值进行更新。
4.根据权利要求3所述的DSSS-OQPSK信号解调方法，其特征在于，所述基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，确定旋转参考信号，具体的公式为：
；
；
相应地，所述利用所述旋转参考信号的相位对所述相位偏移估计值进行更新，具体的公式为：
；
其中，Re表示求取实部，Im表示求取虚部，表示旋转参考信号，/>表示I路偏移控制信号，/>表示Q路偏移控制信号，mod表示取模运算，/>表示初始相位偏移估计值，/>表示信息比特索引为m时的相位偏移估计值，/>表示信息比特索引为m-1时的相位偏移估计值，/>表示旋转参考信号的相位。
5.根据权利要求2所述的DSSS-OQPSK信号解调方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：
在确定所述I路比特判决结果为0的情况下，确定所述I路偏移控制信号为1；在确定所述I路比特判决结果为1的情况下，确定所述I路偏移控制信号为-1；以及，
在确定所述Q路比特判决结果为0的情况下，确定所述Q路偏移控制信号为1；在确定所述Q路比特判决结果为1的情况下，确定所述Q路偏移控制信号为-1。
6.一种DSSS-OQPSK信号解调装置，其特征在于，包括：相偏补偿模块、扩频解扩模块、判决模块、偏移控制信号生成模块和相偏估计模块；
所述相偏补偿模块，用于基于DSSS-OQPSK信号的相位偏移估计值，对所述DSSS-OQPSK信号进行相位补偿，获取复数基带信号；
其中，计算相位偏移估计值的方式包括：
利用互相关值计算公式计算所述DSSS-OQPSK信号和同步序列之间的复序列互相关值；
对所述复序列互相关值，进行取相位操作，获取初始相位偏移估计值，并将所述初始相位偏移估计值作为所述相位偏移估计值；所述互相关值计算公式，具体为：
；
其中，表示复序列互相关值，/>为DSSS-OQPSK信号，/>表示对复数取共轭操作，/>表示同步序列，/>，/>表示同步序列的长度，/>表示DSSS-OQPSK信号到达信号接收端的准确时刻;所述扩频解扩模块，用于分别基于I路解扩序列和Q路解扩序列，对所述复数基带信号进行解扩，并利用近似互相关算法分别获取所述I路解扩序列对应的I路判决辅助信号的估计值和所述Q路解扩序列对应的Q路判决辅助信号的估计值；具体公式为：
；
；
其中，表示I路判决辅助信号的估计值，/>表示Q路判决辅助信号的估计值，表示信息比特索引，/>表示对复数基带信号/>进行抽取后的复数基带信号；/>表示抽取因子，且/>；集合/>，/>表示过采样因子，且/>，/>；/>，/>表示扩频因子；/>表示I路解扩序列，/>表示Q路解扩序列;所述判决模块，用于分别对I路判决辅助信号的估计值和Q路判决辅助信号的估计值进行比特判决，以获取I路比特判决结果和Q路比特判决结果；
所述偏移控制信号生成模块，用于分别基于所述I路比特判决结果和所述Q路比特判决结果，确定所述I路比特判决结果对应的I路偏移控制信号和所述Q路比特判决结果对应的Q路偏移控制信号；
所述相偏估计模块，用于基于I路判决辅助信号的估计值、Q路判决辅助信号的估计值、I路偏移控制信号和Q路偏移控制信号，更新所述相位偏移估计值，并将更新后的相位偏移估计值输入所述相偏补偿模块，以形成闭环反馈回路。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述DSSS-OQPSK信号解调方法的步骤。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述DSSS-OQPSK信号解调方法的步骤。
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