一种用于连续波的码分复用方法技术

本发明专利技术一种用于连续波的码分复用方法，本方法不同于传统对离散信息序列进行扩频，而是直接对前端输出的连续波信号进行扩频，采用连续波码分复用处理、组帧、加扰、成形等处理，本发明专利技术能够显著降低馈电链路带宽的要求，同时在接收端利用自适应均衡技术能够很好地保持各路馈源信号间的相关性，以利于地面波束成形处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于连续波信号的码分复用方法，属于无线通信

技术介绍
在地基波束成形(GBBF)系统中，由于大容量点波束的要求，对卫星与基站间的星地馈电链路带宽要求极高。对于数字卫星，若采用调制后对信号复用的方式，馈电链路的带宽将极大。可以采用一种连续波复用技术；连续波信号是指没有解调译码的数字调制信号，其基带复包络信号都是连续信号；此技术将星上多个馈源接收到的连续波信号合成一路复用信号，实现多路信号到一路信号的复用。码分复用技术(CDM)是基于数字卫星GBBF系统提出的一种馈电链路复用传输方式，CDM中各路信号占用相同的频带和相同的时隙，能够较好地保持信号间的相关性。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于连续波的码分复用方法，解决了传统地基波束形成系统馈电链路占用信道过宽、馈源相关性保持差、工程实现差的问题。本专利技术的技术方案是：一种用于连续波的码分复用方法，步骤如下：步骤1：设扩频系统共包括U路馈源信号，扩频码长度为G；在发送端，使用G长度的Walsh扩频码分别对U路馈源信号的LD个幅值直接进行扩频；步骤2：将扩频后的U路连续波扩频信号相加，得到码分复用后的连续波码分复用信号；步骤3：将LP长度的m序列用长度为G的Walsh码扩频后的信号作为导频序列；步骤4：将LH长度的m序列用长度为G的Walsh码扩频后作为帧头序列；步骤5：将LN长度的二进制序列用长度为G的Walsh码扩频后作为帧号序列；步骤6：将扩频后的导频信号、帧头、帧号及连续波码分复用信号组为一帧；步骤7：使用长度为LG的Gold码序列对组帧后的扩频信号进行加扰处理；步骤8：将加扰后的扩频信号进行升采样处理，升采样后的信号进入根升余弦成型滤波器，进行匹配滤波处理，匹配滤波后的信号进行数字上变频处理，处理后的信号后经DA转换器发出；步骤9：在接收端，将接收到的信号经过混频至中频后通过低通滤波器以AD转换器高速采样；步骤10：采样后的信号依次经过数字正交下变频处理、数字低通滤波器及根升余弦匹配滤波器后进入接收机模块；步骤11：利用加扰后的导频信号的前120个码片符号，通过滑动相关捕获法进行捕获，找出一帧导频开始的位置及信号最佳采样点；步骤12：找到最佳采样点后，对导频进行降采样处理，以降采样后的导频信号作为训练序列，训练序列输入接收端自适应均衡器，对均衡器进行训练；步骤13：对经过均衡器的帧头、帧号信号进行解扩，将解扩后的帧头与本地帧头信息进行比较，若帧头信息正确，则确定帧头的平均幅度及相位失真，继而确定帧号并且进行步骤14；若解扩后的帧头信息有错，则接收端重新进入捕获阶段，跳转回步骤11；步骤14：对帧号后的连续波复用信号进行解复用，恢复成U路馈源信号；步骤15：一帧接收完毕，则重新进行步骤12到步骤14过程，实现连续波信号的连续接收。本专利技术与现有技术相比的优点在于：能不能再多写点(1)本方法不同于传统对离散信息序列进行扩频，而是直接对前端输出的连续波信号进行扩频，所需处理速率和占用信道带宽均较传统扩频方法大为降低，能够极大的降低系统实现难度，提升馈电链路频谱效率。(2)相比地基波束形成系统馈电链路中的频分复用(FDM)技术，码分复用技术将多路馈源信号通过扩频复用至同一频带，能够更好地保持馈源信号间的相关性，进而保证地基波束形成的性能。(3)相比地基波束形成系统馈电链路中的连续波时分复用(TDM)技术，码分复用技术不需要复杂的时间同步将多路馈源信号通过扩频复用至同一频带，能够更好地保持馈源信号间的相关性，进而保证地基波束形成的性能。附图说明图1为本专利技术实施例一种用于连续波的码分复用技术的信号处理流程示意图；图2为本专利技术实施例与连续波FDM及连续波TDM在不同信噪比下，相关损耗曲线。具体实施方式如图1所示本专利技术流程图，在本案例中，设馈源信号数量为8的10M采样速率的连续波信号，扩频码采用8阶Walsh码，扰码选用8191长度Gold码序列。步骤1：在发送端，将待发送的馈源信号组帧，以每102096个馈源信号采样点为一帧，使用长度为8的Walsh扩频码分别对8路馈馈源信号各102096个幅值直接进行扩频。步骤2：将扩频后的8路连续波扩频幅值相加，得到码分复用后的连续波码分复用信号。步骤3：将4095长度的m序列用长度为G的Walsh码扩频后的信号作为导频序列；所述的m序列为伪随机码中的一种；步骤4：将127长度的m序列用长度为G的Walsh码扩频后作为帧头序列；步骤5：将32长度的二进制序列用长度为G的Walsh码扩频后作为帧号序列；步骤6：将扩频后的导频信号、帧头、帧号及连续波信号组为一帧，帧结构见附图1，帧效率为96％；步骤7：使用长度为8191的Gold码序列对组帧后的扩频信号进行加扰处理；步骤8：将加扰后的扩频信号进行6倍升采样处理，升采样后的信号进入滚降系数为0.4的根升余弦滤波器，进行匹配滤波处理，匹配滤波后的信号进行数字上变频处理，处理后的信号成为500MHz采样率的待发送的中频信号，最后经DA转换器发出；步骤9：在接收端，将接收到的信号经过混频至中频后，通过低通滤波器，用AD以500MHz的速率进行高速采样；步骤10：将采样后的信号经过数字正交下变频、数字低通滤波器及滚降系数为0.4的根升余弦匹配滤波器后进入接收机模块；步骤11：利用加扰后的导频信号的前120个码片符号，通过滑动相关捕获法进行捕获，找到一帧导频开始的位置及信号最佳采样点后，对导频信号进行6倍降采样；步骤12：以6倍降采样后的83.33MHz的扩频信号的导频部分作为训练序列，训练序列输入接收端自适应均衡器，对均衡器进行训练；由于GBBF系统馈电链路带宽较大，同时波束成形算法亦需要尽量保持馈源信号间的相关特性，一个性能良好的均衡器是必不可少的。本实例中，采用了一个11阶的LMS自适应均衡器，其步长μ＝2-18；步骤13：对经过均衡器的帧头、帧号信号进行解扩处理，将解扩后的帧头与本地帧头信息进行比较，若帧头信息正确，则确定帧头的平均幅度及相位失真，继而确定帧号并且进行步骤14；若解扩后的帧头信息有错，则接收端重新进入捕获阶段，从步骤11重新开始；步骤14：对帧号后的连续波复用信号进行解复用，恢复成原始8路馈源信号；步骤15：一帧接收完毕，则重新进行步骤12到步骤14过程，实现连续波信号的连续接收；实验结果若设星上共128路馈源信号带宽均为10MHz,星上AD采样位数为14bit，若采用64QAM调制，馈电链路带宽至少为10MHz×2×128×14÷6×1.5＝5973.33MHz若采用实例1所述参数的连续波码分复用技术，馈电链路带宽为10MHz×128×1.5÷0.96＝2000MHz能够大大降低星地馈电链路对带宽的要求。本专利技术在保持馈源信号相关性的性能上，在一定情况下，要优于连续波频分复用系统和连续波时分复用系统。仿真中采用相关损耗Closs来衡量馈源信号经过星地馈电链路前后信号间相关性恶化的多寡；定义：其中：代表so(t)和si(t)的互相关函数，分别代表输入输出信号的自相关函数，信号的相关损耗实际上代表了归一化的输入输出信号的互相关函数。仿真中信道采用了HPA的Saleh模型非线性失真信道；从图2中可以看到：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连续波的码分复用方法，其特征在于步骤如下：步骤1：设扩频系统共包括U路馈源信号，扩频码长度为G；在发送端，使用G长度的Walsh扩频码分别对U路馈源信号的LD个幅值直接进行扩频；步骤2：将扩频后的U路连续波扩频信号相加，得到码分复用后的连续波码分复用信号；步骤3：将LP长度的m序列用长度为G的Walsh码扩频后的信号作为导频序列；步骤4：将LH长度的m序列用长度为G的Walsh码扩频后作为帧头序列；步骤5：将LN长度的二进制序列用长度为G的Walsh码扩频后作为帧号序列；步骤6：将扩频后的导频信号、帧头、帧号及连续波码分复用信号组为一帧；步骤7：使用长度为LG的Gold码序列对组帧后的扩频信号进行加扰处理；步骤8：将加扰后的扩频信号进行升采样处理，升采样后的信号进入根升余弦成型滤波器，进行匹配滤波处理，匹配滤波后的信号进行数字上变频处理，处理后的信号后经DA转换器发出；步骤9：在接收端，将接收到的信号经过混频至中频后通过低通滤波器以AD转换器高速采样；步骤10：采样后的信号依次经过数字正交下变频处理、数字低通滤波器及根升余弦匹配滤波器后进入接收机模块；步骤11：利用加扰后的导频信号的前120个码片符号，通过滑动相关捕获法进行捕获，找出一帧导频开始的位置及信号最佳采样点；步骤12：找到最佳采样点后，对导频进行降采样处理，以降采样后的导频信号作为训练序列，训练序列输入接收端自适应均衡器，对均衡器进行训练；步骤13：对经过均衡器的帧头、帧号信号进行解扩，将解扩后的帧头与本地帧头信息进行比较，若帧头信息正确，则确定帧头的平均幅度及相位失真，继而确定帧号并且进行步骤14；若解扩后的帧头信息有错，则接收端重新进入捕获阶段，跳转回步骤11；步骤14：对帧号后的连续波复用信号进行解复用，恢复成U路馈源信号；步骤15：一帧接收完毕，则重新进行步骤12到步骤14过程，实现连续波信号的连续接收。...

【技术特征摘要】
1.一种用于连续波的码分复用方法，其特征在于步骤如下：步骤1：设扩频系统共包括U路馈源信号，扩频码长度为G；在发送端，使用G长度的Walsh扩频码分别对U路馈源信号的LD个幅值直接进行扩频；步骤2：将扩频后的U路连续波扩频信号相加，得到码分复用后的连续波码分复用信号；步骤3：将LP长度的m序列用长度为G的Walsh码扩频后的信号作为导频序列；步骤4：将LH长度的m序列用长度为G的Walsh码扩频后作为帧头序列；步骤5：将LN长度的二进制序列用长度为G的Walsh码扩频后作为帧号序列；步骤6：将扩频后的导频信号、帧头、帧号及连续波码分复用信号组为一帧；步骤7：使用长度为LG的Gold码序列对组帧后的扩频信号进行加扰处理；步骤8：将加扰后的扩频信号进行升采样处理，升采样后的信号进入根升余弦成型滤波器，进行匹配滤波处理，匹配滤波后的信号进行数字上变频处理，处理后的信号后经DA转换器发出；步骤9：在接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，孙垂强，张璐，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61