CN1440134A - 一种多级直接序列扩频通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级直接序列扩频通信方法，其特征在于：在发送端包含2次或多次独立的扩频操作；在接收端包含2次或多次独立的解扩操作；所用的扩频码字可以是相同的，也可以是不同的。本发明具有如下积极效果和优点：由于采用多级独立的扩频，使得系统的保密性大大提高；为了达到给定的扩频增益，可以用多个段码来构成，降低了接收端匹配滤波器的复杂度，更便于实现。

Description

一种多级直接序列扩频通信方法

技术领域

本发明属于数字信息传输技术领域，特别涉及到一种多级直接序列扩频通信方法。

背景技术

直接序列扩频技术不但在军用通信、导航和测量系统中受到日益广泛的重视和应用，而且在民用定点通信、移动通信和定位系统中也得到迅速发展。直接序列扩频技术能够使这些系统获得用一般信号形式不能达到的优越性能，因此受到普遍重视。

扩频通信的特点：

具有低功率密度谱辐射的特点(较大的合法功率)。

在扩频系统中，将要传输信号的频谱扩展到几百倍或上千倍后再辐射出去，这样就把原来分布在很窄频带内的功率，分散到几兆赫的频带中去，所以单位频带内的功率密度就大大降低了。

由于采用伪噪声码实现扩频的结果，虽然传输带宽增加了许多倍，但对其它电子设备来说相当于噪声，也就是说，扩频发射机在幅射信号时，其它电子设备不易察觉到外界有信号存在。

具有同频多址的功能

常规通信，一个频率点上同时只能有一对用户进行通信，在扩频通信系统中，可以同时有两对以上的用户在同一频率上而互不影响。这是应用了码分多址的原理。

在同一频率上具体能容纳多少对用户同时通信，这与使用扩频码的地址数和扩频接收机的噪声容限有关，扩频码的地址数越多，接收机的噪声容限越大，容纳的用户越多。

便于组织通信网络

扩频通信技术不仅与常规通信一样，可利用频分、时分和空分来组织通信网络，而且可利用码分多址来组网，这就扩大了组网能力。具有很强的抗干扰能力

由于扩频系统幅射出去的功率谱密度极低和宽带噪声，它对其它电子设备不易造成多少影响，而扩频系统的接收设备却有抗电磁干扰的能力。电磁干扰包括两个方面，一是有意干扰，这种干扰多是在战争中；另一种是无意干扰，这种干扰主要来自日益密集的电磁频谱环境，工业系统和自然界。

保密性强

扩频系统传输信号的保密性有二个方面，一是它传输的信号形似噪声，具有极低的功率谱密度，使一般专门用于侦收电磁信号的侦察接收机亦难以侦测到扩频信号的存在，更不用说普通的电子接收机。二是所使用的伪噪声扩频码具有一定的密钥量(码形、长度和相位)，即使侦收到扩频信号，解译不出扩频码，也无法破译信息内容。

能够抑制多径效应

电波在城市中的高楼大厦间传播，或者在某些反射体的环境中传播，必然造成多径效应，使接收信号起伏变化，扩频系统能够利用扩频码具有极窄自相关函数的特点，把其它多径信号扩展成噪声后而滤除掉，从而抑制了多径信号造成的不良影响。

正是由于扩频通信的以上优点，使得此项技术不但在军用通信、导航和测量系统中受到日益广泛的重视和应用，而且在民用定点通信、移动通信、定位系统、电力线通信中也得到广泛的应用。

直接序列扩频抗干扰的能力与其扩频增益有直接的关系，扩频增益越大、抗干扰能力就越强。而扩频增益的大小是有扩频序列的长度所决定的，所以为了提高扩频增益就要增大扩频序列的长度，而扩频序列的长度的增大会大幅度提高系统的复杂度。

另外，采用单次扩频的系统也容易让窃听者破译扩频序列，使信息泄密。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现较高的扩频增益，达到更高的保密性，同时实现的复杂度也较小的多级直接序列扩频通信方法。

本发明所的一种多级直接序列扩频通信方法，其特征在于：在发送端包含2次或多次独立的扩频操作；在接收端包含2次或多次独立的解扩操作；所用的扩频码字可以是相同的，也可以是不同的。

如上述的一种多级直接序列扩频通信方法，其特征在于：

发送端包括：

(1)数据信号d与第一扩频序列PN1相乘得到已扩序列d1；

(2)已扩序列d1与第二扩频序列PN2相乘得到已扩序列d2；

(3)已扩序列d2经过调制器形成已调信号；

(4)已调信号经过高频单元发送出去；

接收端包括：

(1)接收到的高频信号经过高频单元变换成零中频信号；

(2)零中频信号经过匹配滤波器2完成对PN2序列的解扩操作，得到信号r2；

(3)信号r2经过匹配滤波器1完成对PN1序列的解扩操作，得到信号r1；

(4)信号r1经过解调器后得到数字基带信号r。

本发明所述的一种多级直接序列扩频通信方法具有如下积极效果和优点：由于采用多级独立的扩频，使得系统的保密性大大提高；为了达到给定的扩频增益，可以用多个段码来构成，降低了接收端匹配滤波器的复杂度，更便于实现。

附图说明

图1为本发明的2级扩频通信系统的发送端原理图；

图2为本发明的2级扩频通信系统的接收端原理图；

具体实施方式

本发明的具体实施方式说明如下(以2次扩频为例)：

本发明的数学描述如下：(仅考虑数字基带)

发送端：

       d2(t)＝d1(t)*PN2(t)

    ＝d(t)*PN1(t)*PN2(t)

接收端： $r1\left(t\right)={\∫}_0^{T}d\left(t\right)*\mathrm{PN}1\left(t\right)*\mathrm{PN}2\left(t\right)*\mathrm{PN}1\left(t\right)*\mathrm{PN}2\left(t\right)\mathrm{dt}=G*d\left(t\right)$

其原理在有关扩频通信的书中有明确的叙述，在此不再多述。

附图中的符号说明：

d为输入的信息序列

PN1为第一次扩频(解扩)所用的扩频序列

PN2为第二次扩频(解扩)所用的扩频序列

d1为第一次扩频后的信号

d2为第二次扩频后的信号

r2为第一次解扩后的信号

r1为第二次解扩后的信号

r为解调后输出的信息序列

表示乘法器

发送端：(参见图1)

(1)数据信号d与第一扩频序列PN1相乘得到已扩序列d1，

(2)已扩序列d1与第二扩频序列PN2相乘得到已扩序列d2

(3)已扩序列d2经过调制器形成已调信号

(4)已调信号经过高频单元发送出去

接收端：(参见图2)

(1)接收到的高频信号经过高频单元变换成零中频信号

(2)零中频信号经过匹配滤波器2完成对PN2序列的解扩操作，得到信号r2

(3)信号r2经过匹配滤波器1完成对PN1序列的解扩操作，得到信号r1

(4)信号r1经过解调器后得到数字基带信号r

上述扩频序列指的是具有伪随机数据特征的序列，如m序列、Gold序列等。

Claims (2)

1.一种多级直接序列扩频通信方法，其特征在于：在发送端包含2次或多次独立的扩频操作；在接收端包含2次或多次独立的解扩操作；所用的扩频码字可以是相同的，也可以是不同的。

2.如上述的一种多级直接序列扩频通信方法，其特征在于：

发送端包括：

(1)数据信号d与第一扩频序列PN1相乘得到已扩序列d1；

(2)已扩序列d1与第二扩频序列PN2相乘得到已扩序列d2；

(3)已扩序列d2经过调制器形成已调信号；

(4)已调信号经过高频单元发送出去；

接收端包括：

(1)接收到的高频信号经过高频单元变换成零中频信号；

(2)零中频信号经过匹配滤波器2完成对PN2序列的解扩操作，得到信号r2；

(3)信号r2经过匹配滤波器1完成对PN1序列的解扩操作，得到信号r1；

(4)信号r1经过解调器后得到数字基带信号r。

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