一种基于ZC序列的循环扩频调制方法技术

本发明专利技术属于雷达技术领域，涉及一种基于ZC序列的循环扩频调制方法。本发明专利技术是在传统的CCSK调制方案上提出一种基于Zadoff‑Chu序列为基函数的恒包络的时域CCSK调制方案，在发送端和接收端生成同样长度的Zadoff‑Chu序列，以此为基函数，将二进制bit流先映射为符号值，然后将每一个符号值一次看作对基函数的循环移位，将符号值映射为循环移位的ZC序列集合，此为发射信号。由于基函数已知，为Zadoff‑Chu序列，故而利用其良好的自相关性和互相关性，在接收端，将接收到的信号经过均衡之后，与生成的ZC序列作卷积，得到的峰值位置即为接收的符号值，将其转为二进制，即得到接收bit流。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZC序列的循环扩频调制方法
本专利技术属于雷达
，涉及一种基于ZC(Zadoff-Chu)序列的循环扩频调制(CyclicCodeShiftKeying，CCSK)方法。
技术介绍
随着电子技术的发展，现代城市的电磁环境日益复杂，截获手段也越来越先进，对通信系统提出了更高的要求：需要系统采用粹发脉冲传输技术，使信号脉冲变短，信号隐蔽性增强；使用扩频、跳频、加密等技术提高系统的抗干扰、抗截获能力。同时，在保证信号高隐蔽性、LPI-LPD的条件下，在有限的信道带宽上要实时传输大容量的信息，成为现代保密通信急需完成的目标，CCSK编码扩频技术是很好的选择。而传统的使用二进制序列作为基函数的CCSK调制系统在具备低检测性与较高速通信数据率的同时，也存在问题，主要是实现发送信号PAPR问题，和采用频域CCSK调制导致接收端处理过于复杂，而且对能够作为CCSK调制的基函数的序列要求很高。基于Zadoff-Chu序列的循环扩频调制，首先由于ZC序列本身的恒包络性，保证了发送信号的恒包络，解决了信号的峰值平均功率比(PeaktoAveragePowerRatio，PAPR)问题，使系统不受功率放大器的非线性失真的影响；另一方面，由于CCSK调制仅仅改变ZC序列中每个元素的相位特性，因此调制后的数据仍然具有平坦的功率谱特征，具有低捕获概率与低检测率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的，就是针对上述问题，提出一种基于ZC序列的循环扩频调制方法。基于Zadoff-Chu序列的循环扩频调制，首先由于ZC序列本身的恒包络性，保证了发送信号的恒包络，解决了信号的峰值平均功率比(PeaktoAveragePowerRatio，PAPR)问题，使系统不受功率放大器的非线性失真的影响；另一方面，由于CCSK调制仅仅改变ZC序列中每个元素的相位特性，因此调制后的数据仍然具有平坦的功率谱特征，具有低捕获概率与低检测率。本专利技术的技术方案是：一种基于ZC序列的循环扩频调制方法，包括：发射端：a.设二进制bit数据流为Bn＝(bk-1,n,bk-2,n,...,b1,n,b0,n)，其中bm,n＝0,1，m＝0,1,...,M-1，n＝1,2,3,4,...，将bit数据流{Bn}的符号值表示为{Dn}，其中b.通过固定相位映射器产生长度为M＝2k的Zadoff-Chu序列，设为对应的左移循环移位序列为该ZC序列基函数集为{P0,P1,...,PM-1}；c.由于CCSK操作实际上是对时域信号的循环移位，将符号值{Dn}映射为对基函数ZC序列P0的循环移位数，得到序列集{Pn′}，在时域相当于实现如下映射：d.将上述信号sn＝Pn′,n＝1,2,...经过数模转换器，功率放大器后获得发射信号；接收端：e.通过接收天线接收到信号之后，将其通过模数转换器，接收信号可表示为：rn＝sn+Nch,n＝1,2,...其中Nch为多径衰落信道的影响；f.对接收信号进行信道均衡，使信号去除多径衰落信道影响，得到序列集{Pn″},n＝1,2,.；g.由于去除了多径信道的影响，接收ZC序列Pn″可视为发送的ZC序列Pn′，将{Pn″}输入相关器进行CCSK解调；由于ZC序列良好的自相关特性和良好的互相关性，即对于任意Zadoff-Chu原始序列与其循环移动n位后所得的序列互不相关，自相关峰值尖锐，且互相关和部分相关值接近于零，故将接收序列和原始ZC序列作相关，即ri,n＝Pn″*Pn′,i＝1,2,...,2M-1,n＝1,2,...然后固定n，找出ri,n中的最大值，其峰值所在位置即为数据符号值Dn′；h.将数据符号值{Dn′},n＝1,2,...，由十进制转化为二进制bit流，获得接收数据。本专利技术的有益效果为，本专利技术是在传统的CCSK调制方案上提出一种基于Zadoff-Chu序列为基函数的恒包络的时域CCSK调制方案。该方案是在传统CCSK调制的基础上，在发送端和接收端生成同样长度的Zadoff-Chu序列，以此为基函数，将二进制bit流先映射为符号值，然后将每一个符号值一次看作对基函数的循环移位，将符号值映射为循环移位的ZC序列集合，此为发射信号。由于基函数已知，为Zadoff-Chu序列，故而利用其良好的自相关性和互相关性，在接收端，将接收到的信号经过均衡之后，与生成的ZC序列作卷积，得到的峰值位置即为接收的符号值，将其转为二进制，即得到接收bit流。基于ZC序列的CCSK调制编码扩频系统，与多进制正交扩频信号相比，不仅具有频谱效率高、低截获与低检测特性和优良的误码率性能，更由其恒包络特性，解决了信号的PAPR问题，即此系统不受无功放非线性失真的影响。附图说明图1为传统CCSK调制方案发送端结构图。图2为传统CCSK调制方案接收端结构图。图3为本专利技术的基于ZC序列的CCSK系统方案发送端结构图。图4为本专利技术的基于ZC序列的CCSK系统方案接收端结构图。具体实施方式下面结合附图，详细描述本专利技术的技术方案：传统的CCSK编码扩频是通过选用一个周期自相关特性优良的函数f(t)作为基函数S0，并用S0及其循环移位序列S1,S2,...,SM-2,SM-1表示数据信息，即完成数据信息向循环移位函数集作映射，并对载波进行调制而得到的。在多数情况下，基函数为一个二进制序列，S0＝(b0,b1,b2,...,bM-2,bM-1)，bm＝±1(0≤m≤M-1)，M基函数长度，对应的左移循环移位序列为S1＝(b1,b2,...,bM-2,bM-1,b0)，S2＝(b2,b3,...,bM-2,bM-1,b0,b1),…，该函数集{S0,S1,...,SM-1}中M个元素最多可表示kbit数据信息：2k＝M，映射方式多以kbit符号值对应函数集中该移位值得移位序列。设数据符号为D＝(dk-1,dk-2,...,d1,d0)，符号值VD为Zadoff-Chu序列的数学描述如下：其中N表示该序列长度，q为任意整数，u是与N互质的正整数，同时它也表示原始序列的组数。一般，可令u＝1，q＝0。Zadoff-Chu序列的特性如下：(1)良好的自相关性(循环移位特性)。即对于任意Zadoff-Chu原始序列与其循环移动n位后所得的序列互不相关，自相关峰值尖锐；(2)良好的互相关性，即互相关和部分相关值接近于零，便于接收端准确地把所需信号检测出来，并减小检测差错；(3)横幅特性，即任意Zadoff-Chu序列的幅值恒定，这一特性可以保证相应带宽内的每个频点经历相同的激励，便于实现相干检测中的无偏估计；(4)低峰均比特性，即任意Zadoff-Chu序列组成的时域信号的峰值与其均值的比值较低，从而便于功率放大器的实现；(5)任意Zadoff-Chu序列通过傅立叶变换，以及逆傅立叶变换后仍然为Zadoff-Chu序列，具有Zadoff-Chu序列的所有性质。如图3和图4所示，本专利技术的调制方法主要为：在发送端，生成长度为M＝2k的Zadoff-Chu序列，以此为基函数，首先将二进制bit流分为每kbit为一帧，再将每一帧映射为一个十进制符号值，然后将每一个符号值一次看作对基函数的循环移位，将符号值映射为循环移位的ZC序列集合，此为发射信号。最后通过数模转换器和功率放大器后，用发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ZC序列的循环扩频调制方法，包括：发射端：a.设二进制bit数据流为B

【技术特征摘要】
1.一种基于ZC序列的循环扩频调制方法，包括：发射端：a.设二进制bit数据流为Bn＝(bk-1,n,bk-2,n,...,b1,n,b0,n)，其中bm,n＝0,1，m＝0,1,...,M-1，n＝1,2,3,4,...，将bit数据流{Bn}的符号值表示为{Dn}，其中b.通过固定相位映射器产生长度为M＝2k的Zadoff-Chu序列，设为对应的左移循环移位序列为该ZC序列基函数集为{P0,P1,...,PM-1}；c.由于CCSK操作实际上是对时域信号的循环移位，将符号值{Dn}映射为对基函数ZC序列P0的循环移位数，得到序列集{P′n}，在时域相当于实现如下映射：d.将上述信号sn＝P′n,n＝1,2,...经过数模转换器，功率放大器后获得发射信号；接收端：e.通过接收天线接收到信号之后，将其通过模数转换器，接...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡苏，黄驿轩，郭惠婷，柴胜均，石荣，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51